《力学史拾贝》前言

特邀编委天津大学王振东教授将多年来在本刊力学纵横拦目发表的文章,集为《力学史拾贝》电子书,已收入中国力学学会期刊网,现将《力学史拾贝》的前言和目录在此发布,以飨读者。

白细胞介素-8与类风湿关节炎关联性研究进展

类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)是一种多关节慢性炎症性自身免疫性疾病,其发病机制主要包括炎症反应、软骨破坏及骨侵蚀和血管生成,并与炎症因子密切相关。其中白细胞介素-8(IL-8)为炎症因子中重要一员,故本文从炎症、软骨破坏及骨侵蚀和血管生成三方面对IL-8在RA发生发展中的作用机制展开综述。本文通过阐述IL-8与RA的相关性,明确IL-8在RA发病机制中的作用,以期为今后深入研究RA提供新的参考依据。

王海东治疗强直性脊柱炎经验

强直性脊柱炎是一种慢性,进行性关节炎症性疾病。王海东教授从事风湿病治疗30余年,对AS的治疗积累了丰富的经验,形成了以中药方剂补肾强督、扶助正气,配合经筋理论指导下的针刀疏经通络、调和阴阳的独特治疗体系,在临床取得良好的效果,值得推广。

中医药调控PI3K/Akt信号通路治疗类风湿关节炎的研究进展

类风湿关节炎是一种以滑膜炎症为基本病理表现的自身免疫性疾病,临床常以对称性多关节疼痛、肿胀为主要症状,甚者还会引发肺间质纤维化和冠状动脉疾病等关节外表现和合并症,严重影响患者的生活质量。中医药治疗类风湿关节炎具有多通路、多靶点、多成分及毒副反应少的特点,在类风湿关节炎治疗中发挥着重要的作用。近年,许多研究已经证实中药单体及中药复方可以通过调控磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol3 kinase,PI3K)/蛋白激酶B(protein kinase B,Akt)信号通路控制炎症,减少血管新生,诱导滑膜成纤维细胞凋亡,抑制其增殖、侵袭、迁移,发挥治疗类风湿关节炎的作用。基于此,该文概述了PI3K/Akt信号通路及其对类风湿关节炎的作用,总结中医药通过调控PI3K/Akt信号通路治疗类风湿关节炎的研究进展,以期为类风湿关节炎的治疗及新药开发提供理论依据。

祖师麻膏药对胶原诱导型关节炎小鼠炎症及骨破坏的抑制作用

目的:探讨祖师麻膏药对CIA小鼠炎症及骨破坏的抑制作用。方法:采用SPF级雄性DBA/1小鼠,随机选取6只为正常组,将造模成功的18只CIA小鼠按照随机数字表法分为模型组、膏药组(1.0 g/kg)、扶他林组(0.12 g/次),每组各6只,各个给药组按照体质量予以药物贴敷治疗,正常组和模型组给予生理盐水同时贴敷透气胶纸,每日一次,4 h/次,连续给药4周。采用关节炎评分指数观测各组小鼠关节炎症状变化及关节炎指数评分,Micro-CT观察小鼠后爪损伤情况,实时荧光PCR法检测踝关节组织IL-17、IL-1β、TNF-αmRNA表达,免疫组织化学法检测踝关节组织OPG、RANKL蛋白的表达,苏木素-伊红(HE)染色后观察滑膜组织病理改变,抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)法观察踝关节组织破骨细胞变化。结果:与正常组比较,模型组小鼠关节炎指数评分明显升高(P<0.05)。Micro-CT示小鼠后爪骨侵蚀严重,骨面破坏,骨量减少;踝关节组织IL-17、IL-1β、TNF-αmRNA(PCR)表达明显升高(P<0.05)。免疫组化显示踝关节组织OPG蛋白相对表达量降低(P<0.01),RANKL蛋白相对表达量升高(P<0.01)。HE结果显示中度的炎性细胞浸润,滑膜细胞肿大,大量的血管翳形成及滑膜增生;破骨细胞数量增加,关节软骨组织表面粗糙,出现严重的骨破坏,软骨层变薄。与模型组比较,膏药组和扶他林组小鼠关节炎症状缓解,关节炎指数评分降低;小鼠后爪骨质密度改善,有效地缓解骨质疏松;踝关节组织IL-17、IL-1β、TNF-αmRNA(PCR)表达明显降低(P<0.05);免疫组化结果示OPG蛋白相对表达量升高(P<0.05),RANKL蛋白相对表达量降低(P<0.01)。HE结果示滑膜细胞肿大明显改善,轻度炎性细胞浸润,滑膜增生不明显;破骨数量减少,关节软骨破坏明显改善缓解,软骨层厚度显著增加。结论:祖师麻膏药可以缓解RA局部症状,降低炎症因子表达,减轻炎症反应,可能是通过调控OPG/RANKL信号轴抑制破骨细胞的分化及活化,进一步改善关节骨及软骨破坏的生物学效应。

琼枝白化特征及其附生菌群多样性分析

2021-2022年,海南昌江养殖的琼枝(Betaphycus gelatinae)白化现象频发,造成了一定的经济损失,影响了海洋生态环境。为探究白化琼枝的特征和附生菌群落结构的差异,本研究分析了不同状态琼枝的形态差异;测定了色素含量、光合生理、生理生化等指标;分离、鉴定了不同状态琼枝表面的可培养附生细菌,同时采用16S rRNA高通量测序技术分析了健康琼枝(BgR)和白化琼枝(BgW)表面附生细菌的α多样性、β多样性以及菌群群落结构组成。研究显示,白化琼枝藻体的皮层组织结构遭到破坏,色素含量、最大光合效率(QY_max)显著降低,活性氧(ROS)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量显著降低(p<0.05);BgW的可培养附生细菌数量(2.76×10^(7) cfu/g)显著高于BgR(3.3×10^(4) cfu/g),BgR中可培养附生细菌优势菌为鲁杰氏菌属(Ruegeria),BgW中为Yoonia属;高通量测序结果显示,两组样品附生菌群的α多样性指数无显著差异,但BgW的Ace、Chao、Simpson指数均有所升高,相似性分析(ANOSIM)表明,BgR和BgW表面附生菌群之间存在显著差异,比对注释结果共识别出253个OTUs,无色杆菌属(Achromobacter)、琼脂小杆菌属(Agaribacterium)、Hirschia属、Mesoflavibacter属和Aquimarina属是BgR和BgW之间相对丰度差异最显著的细菌类群(p<0.001);BgR的优势菌群为无色杆菌属,BgW的优势菌群为琼脂小杆菌属。本研究首次报道了白化琼枝的特征及表面附生菌群的变化,为进一步探究琼枝白化的原因奠定了基础。

基于数据挖掘探析明清医家陈士铎治痹用药规律

目的探析明清医家陈士铎治疗痹证的用药特色、配伍规律及临床经验。方法收集陈士铎所著医书中治疗痹证的医案医话,建立证素、方药数据集,对证素、中药频次、剂量、性味、归经进行整理和分析,运用SPSS Modeler 18.0、SPSS Statistics 25.0进行关联规则、高频药物聚类分析,最后运用Gephi 0.9.7绘制整体用药网络图。结果本研究共纳入陈士铎医案医话74例,药物总频数520次,中药83味。提取病位证素60个,邪实证素61个,正虚证素38个,复合证素26个。高频中药前五味有白术、茯苓、肉桂、薏苡仁、黄芪。中药四气以温性最多,其次为平性、微温。中药五味以甘味最多,其次为辛味、苦味。中药归经前五条依次为胃经、脾经、肺经、肾经、肝经。关联规则中药组合19项,高频中药聚类6类,核心处方为白术、茯苓、肉桂、薏苡仁、黄芪、防风。结论陈士铎治痹主抓气虚、风寒水湿的基本病机,以补气通利水湿为主,兼以祛风散寒、健脾补脾、温阳化痰、益胃滋肾、强筋壮骨、调整阴阳等,使气足则水湿化,脏腑功能恢复,邪气祛除则痹证除。

基于“邪之所凑,其气必虚”理论探讨益气法在类风湿关节炎中的应用

类风湿关节炎具有较高的致残危险性,并对患者的生活质量造成不良影响。根据临床特点,中医学将其归属于“痹证”的范畴,其发病机制与正气不足、邪气趁虚而入有关。王海东主任医师结合多年的临床实践成果,提出“正虚则生积致痹”学术思想,认为“气虚”贯穿类风湿关节炎患者疾病始终,故当以益气扶正为治疗大法。基于“邪之所凑,其气必虚”理论,探讨益气法在类风湿关节炎治疗中的应用。

王海东教授针药结合治疗类风湿关节炎膝关节病变经验

王海东教授认为,类风湿关节炎膝关节病变发病以正气亏虚为本,风、寒、湿、热等外邪侵袭为标,病位主要在脾,与肝、肾关系密切,形成了“正虚则生积致痹”的学术思想。治疗时注重内外合治、针药并用,针刀治疗时强调解剖结构和经筋理论并重,提出辨筋论治的针刀舒筋解结术,重视形、气、神一体观,整体治疗。用药时提出了“益气法”治痹理论,选方以“益气蠲痹汤”为基础,临证时随症加减、灵活处方。

冯·诺依曼,计算机和力学

电子计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,是力学计算的主要工具。介绍了冯·诺依曼与世界第一台电子计算机的故事。

泰勒和第一颗原子弹的故事

1故事的起因1945年7月16日凌晨5时30分,美国在新墨西哥州阿拉莫果尔多试验场,引爆了第一颗原子弹。一个蘑菇状的大圆球突然升到了10000英尺以上的高空(图1),在半径1600 m的范围内,预先放置的实验动物和各种植物无一幸免,在半径400m范围内,砂石全都熔成玻璃状物质。

泰勒提出湍涡的故事

根据历史文献说明英国剑桥大学泰勒教授1915年提出涡旋概念的历史。

经导管主动脉瓣置换治疗主动脉瓣狭窄术前超声影像学评估

目的以CT测值为金标准,分析经食道三维超声心动图(3D-TEE)在经导管主动脉瓣置换术(TAVR)术前评估主动脉根部解剖的准确性。方法回顾性研究本院因重度主动脉瓣狭窄(AS)接受TAVR手术患者的资料,其中78例3D-TEE和CT数据符合要求的患者被纳入研究。基于两种不同的影像学资料,利用Mimics软件以及多平面重建的方法,对患者主动脉瓣环直径-面积来源、左室流出道(LVOT)直径、主动脉窦管交界(STJ)直径进行测量和比较。结果对于瓣环和LVOT内径,3D-TEE测值明显小于CT,两组数据的相关系数为0.710~0.928(P<0.01),具有较为明显的相关性。对于STJ,与CT相比,3D-TEE明显低估(P<0.01),两组数据相关系数为0.947~0.970,存在显著的相关性。通过建立直线回归方程,可以计算出两组数据之间的量化关系。结论对于重度AS患者,3D-TEE主动脉根部测值与金标准CT测值具有较好的相关性和一致性。对于CT检查受限的患者,3D-TEE可能成为术前影像评估的另一种选择。

以科研能力为导向的“机器学习”教学改革

针对如何将科研能力培养融入“机器学习”课程教学的问题,提出从教学内容、教学方法、过程考核等三方面进行改革。基于模型目标函数优化、模型适用场景分析两条主线,给出了教学内容改革的具体方法。以学术论文写作思路为引导,给出了创新教学方法和考核的具体思路。改革有利于促进学生掌握科学研究的思维方法,提升学生的知识应用能力。

力学有两方面的服务对象——读钱学森先生致词有感

钱学森先生2007年在中国力学学会成立50周年时,致信学会指出“力学有两方面的服务对象”。周培源先生也有这方面的论述。文章对中国科学技术协会先后两位主席对力学有两方面服务对象的看法作了系统叙述,并提出了几点思考。

微视频在动物医学专业实验教学中的应用研究

动物医学专业实践性很强。为提高动物医学专业实验教学质量,面对实验经费紧张、实验资源有限、疫情影响等情况,率先在2门临床课程和3门预防课程中进行了实验微视频的制作和应用。结合新疆畜禽发病特点和常用诊断技术,筛选出这些课程所涉及到的一些学生必须要掌握的、通用的基本实践技能,撰写脚本,将这些技能拍摄成教学视频。学生通过反复观摩视频和实际操作,正确地掌握了这些实践技能。该视频的应用为提高学生的临床、预防方面的诊断能力和提高实验教学质量起到了积极的作用。

基于分子动力学的氮化镓/石墨烯/金刚石界面热导研究

为解决氮化镓芯片散热问题,采用非平衡分子动力学法,研究工作温度、界面尺寸、缺陷率及缺陷类型对氮化镓/石墨烯/金刚石异质界面热导的影响,通过计算声子态密度和声子参与率,分析界面热传导机理.研究发现,在100—500 K范围内,温度升高使界面热导增大2.1倍,重叠因子随温度增加而增加,界面间声子耦合程度增强,界面热导相应增大.当氮化镓层数从10层增加到26层时,界面热导降低75%,分析认为是界面声子耦合程度下降导致.另外,添加5层石墨烯会导致界面热导降低74%,分析认为是声子局域化程度加重造成;当缺陷率从0增大到10%时,金刚石碳原子缺陷使界面热导提高40%,缺陷散射增加低频声子数量,改善界面热传导;但镓、氮和石墨烯碳原子缺陷会加重声子局域化程度,均导致界面热导降低.研究结果有助于提升氮化镓芯片散热性能,同时对高可靠性氮化镓器件设计具有指导意义。

3D打印术前评估经导管多路径介入封堵机械瓣置换术后瓣周漏单中心93例临床研究

目的回顾研究机械瓣膜置换术后经导管封堵瓣周漏(perivascular leakage,PVL)的结果和随访结果,探讨3D打印术前评估的作用。方法选取2018年1月~2021年12月在西京医院心血管外科接受经导管封堵术的161例机械瓣膜置换术后PVL患者,分为对照组68例,3D打印组93例,3D打印组在常规介入封堵术前利用3D打印技术进行PVL及周围解剖结构的模拟,回顾总结并比较两组手术入路、导管技术、围术期特点和预后结果,中位随访时间为27(3,48)个月,并进行统计分析。结果两组性别、年龄、既往手术(单纯主动脉瓣置换、单纯二尖瓣置换与主动脉瓣联合二尖瓣置换)、瓣膜置换时间、既往心内膜炎病史、溶血、术前心功能分级(NYHA II级、NYHA III级与NYHA IV级)、术前左心室射血分数(LVEF)、PVL严重程度、合并症、NT-proBNP与IBIL均无统计学差异。在围术期其它指标(手术成功率、手术路径、封堵器类型与数量和麻醉方式)无组间统计学差异的情况下,与对照组相比,3D打印组曝光时间(数字减影血管造影的透视时间)短,手术时间短,均P<0.05。与对照组相比,3D打印组心功能(NYHA分级)不同程度改善(P<0.05);左心室射血分数(LVEF)、NT-proBNP、间接胆红素(IBIL)无统计学差异。与随访前相比,NT-proBNP水平降至正常(P<0.05),间接胆红素(indirect bilirubin,IBIL)水平在手术后升高后逐渐降至正常水平(P<0.05)。结论经导管机械性PVL封堵需要复杂的导管技术,并可以提供具有安全性及可靠性的结果,3D打印技术有助于介入术前影像学评估。

含时滞的D-SEIQRS网络蠕虫传播动力学分析

针对杀毒软件查杀新型病毒所需时间以及节点的不同宕机率,提出一类含时滞的D-SEIQRS网络蠕虫传播动力学模型。基于网络蠕虫的传播阈值σ,分析无病平衡点和正平衡点稳定性,并计算出Hopf分岔的时滞临界点;研究三个节点状态转移参数对网络蠕虫病毒传播的影响。仿真结果表明,当σ<1时,无病平衡点局部渐近稳定;当σ>1时,正平衡点局部渐近稳定;通过增大隔离率系数Ψ,降低S-E状态节点感染率系数β并提高节点免疫率ρ,可以有效控制蠕虫病毒在网络中的传播。