基于DLP 3D打印的高给药效率微针制备工艺

载药微针可以实现一次性快速药物递送,无需二次药物涂敷与输送过程,但其不佳的载药量与刺入率造成了给药效率差的问题。研发了一种基于数字光处理(DLP)3D打印技术的高给药效率微针(HDMN)制备工艺。通过在载药微针上构建锯齿状针体结构与阶梯状载药结构来提高载药微针的刺入率与载药量,进而提高给药效率。实验结果表明使用环氧丙烯酸酯(EA)打印微针时,当曝光时间为700 ms、打印层厚为30μm时,打印出的微针实际尺寸与理论尺寸平均误差最小为9.2%。利用旋涂法在微针表面交联聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)以改善微针生物相容性。显微镜观察发现,当交联层数为1层时,PEGDA均匀地覆盖在微针表面。石蜡膜穿刺实验结果表明,HDMN穿透了2层石蜡膜,而相同实验条件下的传统载药微针仅穿透了1层。药物释放实验结果表明,HDMN相对于传统载药微针在猪皮内留下的模拟药物浓度提升了61%。该研究为后续通过改善微针结构来优化微针性能研究提供了有益借鉴。

具有内表面拓扑结构的仿生血管设计与制备

针对临床人工血管不具备诱导内皮化的内表面微结构,无法为内皮细胞生长提供合适的力学环境的问题,设计并制备了一种具有内表面拓扑结构的仿生血管(BVST),实现了壁面剪切力的优化分布。基于内皮细胞的形态分布,设计了具有正交、菱形、圆弧三种内表面拓扑结构的仿生血管。通过仿真分析,发现正交与菱形结构的BVST对血液流速影响较小,周期波动相近,且BVST的内表面拓扑结构能减缓细胞流速、增加细胞滞留时间,有利于内皮细胞在进行体外培养时沉积、黏附在BVST内表面。通过对比BVST与无拓扑结构仿生血管的剪切力分布,发现BVST整体剪切力分布更加均匀。分析单个拓扑单元内的剪切力分布,发现菱形拓扑单元内部剪切力分布均匀且连续,剪切力变化较小,有利于内皮细胞的生长。将聚己内酯(PCL)溶于二氯甲烷(DCM)配制质量分数35%的PCL-DCM溶液,采用内径为0.2 mm的针头,在移动速度40 mm/s、电压5.8 kV、针头高度1 mm、挤出气压0.05 MPa的条件下,基于电纺直写技术制备具有拓扑结构的仿生血管内膜;将拓扑结构浸水黏附在纺丝收集柱,基于静电纺丝技术制备仿生血管外膜,获得具有内表面拓扑结构的双层仿生血管。提出的仿生血管设计与制备工艺可为血管内皮化研究提供参考。

血栓弹力图评价关节置换后低分子肝素和利伐沙班的抗凝效果

为给治疗关节置换患者提供临床数据参考,对患者的血栓弹力图进行分析,比较低分子肝素及利伐沙班的抗凝效果。方法 研究日期选在2020年9月至2022年10月,将此期间在我院行关节置换术患者选取出符合标准的118例,以术后使用不同抗凝药物分组,低分子肝素为Ⅰ组,利伐沙班为Ⅱ组,每组59例。在术前、术后1d、3d、5d、7d进行血栓弹力图、血小板计数检查,分析两组高凝患者比例以及血小板计数差异,并探究其原因。结果 在术后1d、3d、5d、7d对凝血反应时间进行检测,发现Ⅰ组、Ⅱ组差异明显(P<0.05);在术后7d,对高凝状态进行统计,Ⅰ组(74.57%)高于Ⅱ组(52.54%)(P<0.05);在术后7d,比较血小板计数水平,Ⅰ组(176.12±13.25)×109/L低于Ⅱ组(P<0.05)。结论 为给治疗关节置换患者提供临床数据参考,对患者的血栓弹力图进行分析,比较低分子肝素及利伐沙班的抗凝效果,后者的效果优于前者,利伐沙班值得临床使用。

基于反求工程的个性化残肢重建方法的研究

为克服传统石膏复型方法在假肢接受腔制作中存在的缺点,提出了反求残肢骨骼和皮肤软组织数字化模型。通过CT扫描获得残肢内外组织的二维图像,利用图像处理技术及反求工程技术实现了残肢骨骼和皮肤软组织三维模型的重建。三维重建的模型与原实物高度相似并再现了残肢的内外组织结构,此外,该方法为将来残肢接受腔的设计提供了科学的依据。

基于特征映射的义齿表面三维变形设计方法

义齿表面设计是牙科计算机辅助设计和制造系统的一个重要环节,设计的义齿形状必须符合患者的口腔咬合环境并能保持牙齿的拓扑结构特征。针对这一问题,在此提出一种基于特征映射的义齿表面三维变形设计方法。该方法主要思想是首先识别预备体与同名标准牙的重要特征点,采用径向基函数建立两者的特征映射关系,再通过对应特征点的位置对齐和表面的插值变形,实现义齿表面的变形设计。下颌第一磨牙嵌体的设计案例结果表明,该方法设计程序简单,标准牙曲面变形合理,能有效地避免曲面失真,最终生成的嵌体与预备体匹配良好,为牙科计算机辅助设计和制造系统的临床应用提供一种新的方法。

模糊评价专家系统在甘蔗收获机中的应用

针对机械设计过程的问题 ,并以甘蔗收获机中剥叶元件的材料选择为例 ,提出了在专家系统中将设计专家知识量化 ,通过数值运算和模糊评价实现方案选择的方法 ,提高了推理效率 ,并使机械设计专家系统更趋于实用 .

基于三角网格曲面的颅骨修补片重构方法

针对传统颅骨修补术采用自由曲面设计存在造型不理想的局限性,提出了一种基于三角网格曲面的颅骨修补片重构方法.重构过程首先由CT扫描和图像处理获得缺损颅骨三维三角网格曲面模型,然后标识骨窗边界及修补片边界,并对骨窗多边形边界做合法性检查,通过每次寻找多边形边界中夹角最小的一对邻边构造新的三角面片,直至覆盖整个骨窗区域;再进行颅骨修补片与头形吻合度的调整;最后对修补片与颅骨复合的误差进行验证.实物制作的结果表明修补片与患者颅骨匹配良好.目前应用该方法已完成病例10余例,为临床缺损颅骨修复又提供了一种手段.

假肢接受腔数字化技术研究进展

本文对近 10年来假肢接受腔的研究与发展状况进行了回顾 ,包括残肢轮廓形状的采集和数字化、计算机辅助分析和接受腔的设计与制造三方面内容。基于生物医学工程领域与制造领域的最新研究动向 ,展望了假肢接受腔朝CASD CAM集成化发展的趋势。

残肢与接受腔的三维有限元动态分析

以小腿残肢为研究对象,建立了残肢与接受腔三维有限元模型.根据行走过程中残肢与接受腔的动态边界条件,对残肢在一个步态周期内的5个典型步态时相进行了动态受力分析.结果表明,残肢的受力主要分布在髌韧带、胫骨内突、胫骨前脊、胫骨远端、腓骨头及腓骨远端.有限元动态分析较精确地分析了残肢在行走中的受力情况,克服了静态分析不能模拟残肢随步态变化的受力情况的局限性,为假肢接受腔的优化提供了科学的设计依据.

残肢与接受腔的三维建模及力学分析

目的:对残肢与接受腔进行三维重建及力学分析,寻求残肢与接受腔间生物力学交互作用,为假肢接受腔的设计提供科学依据。方法:利用CT扫描、图像处理和反求技术重构骨骼、皮肤及接受腔三维模型建立残肢与接受腔的有限元模型,进行有限元受力分析。结果:残肢的主要受力部位是膑韧带、后肌群、胫骨内凸、胫骨远端、腓骨头及腓骨远端;骨骼对力的传递作用显著。结论:残肢受力由穿戴受腔引起,通过骨骼从接受腔传递给软组织,通过改变接受腔形状可以改变残肢的受力分布,残肢与接受腔力学分析是假肢接受腔制定的前提和基础。

残肢超声图像重建及骨骼与皮肤特征提取

目的针对假肢接受腔设计过程中,常规CT获取扫描残肢断层数据成本高和电离辐射大等问题,设计用超声波测量方法获取残肢骨骼皮肤轮廓。方法首先开发超声波测量装置测量残肢,得到残肢超声图像,再设计复合算法对超声图像进行二维重建,完成残肢骨骼与皮肤的特征提取。结果和结论与同类断层扫描技术相比,超声波测量方法极大地降低了成本和减少了辐射,为假肢康复工程领域等图像的断层扫描提供了一种新的手段。

全身免疫炎症指数评估溃疡性结肠炎严重程度的价值

目的探讨全身免疫炎症指数(SII)评估溃疡性结肠炎(UC)严重程度的临床价值。方法收集224例UC病人和224例健康对照者,比较两组的性别、年龄、体质量指数(BMI)、血红蛋白(Hb)、血小板(PLT)、中性粒细胞(NEU)、淋巴细胞(LYM)、单核细胞(MONO)、中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)、血小板与淋巴细胞比值(PLR)、淋巴细胞与单核细胞比值(LMR)、SII的差异。根据改良Truelove和Witts评分(TWC)、Mayo内镜评分(MES)、溃疡性结肠炎肠道炎症负担程度(DUBLIN)、溃疡性结肠炎内镜下严重程度指数(UCEIS)评价UC活动性及严重程度,根据蒙特利尔分型评估肠道受累范围。分析SII、NLR、PLR、LMR与UC严重程度、病变范围的相关性,通过接受者操作特征曲线(ROC曲线)和多因素回归分析评估SII、NLR、PLR、LMR预测活动性UC的诊断效率。结果与对照组相比,UC组SII、NLR、PLR明显升高,LMR明显降低,差异均有统计学意义(Z=-12.47~-9.75,P<0.01)。UC组SII与TWC、MES、DUBLIN、UCEIS评分呈正相关(r=0.494~0.633,P<0.001),且不同严重程度分组间差异有统计学意义(Z=-7.12~-2.81,P<0.01),与蒙特利尔分型无相关性(r=0.007,P>0.05)。ROC曲线分析显示,SII的ROC曲线下面积(AUC=0.84)、NLR(AUC=0.78)、PLR(AUC=0.79)、LMR(AUC=0.74)对UC严重程度有预测价值(P<0.01)。多因素Logistic分析显示,SII是中重度UC的显著独立预测危险因素(OR=1.002,95%CI=1.001~1.003,P<0.05)。低体质量、正常体质量、体质量超标组间SII差异有统计学意义(Z=-9.10~-3.01,P<0.05)。结论SII是UC严重程度的独立危险因素,其升高提示机体存在营养不良,可为评估UC严重程度提供临床依据。

机构运动仿真在机构设计中的应用

介绍了集成化工程分析软件I DEAS机构学 (Mechanism)模块的功能 ,通过机构运动模块在硫化机机构设计中的应用 ,实现了机构的运动学分析仿真 ,精确描述复合运动体空间运动 ,分析了机构空间运动位置及运动参数 ,并进行了干涉检查 ,为设计提供一种科学依据。

人工全髋关节置换术患者采用回收式自体输血和同种异体输血的用血情况比较研究

目的比较人工全髋关节置换术术中患者采用回收式自体输血和同种异体输血的术后疗效。方法选择我院2014年5月至2015年5月接受人工全髋关节置换术治疗术中出血量800 mL或以上的36例患者为研究对象,根据输血方式的不同分为观察组和对照组,观察组采用回收式自体输血,对照组为同种异体输血方式,每组18例;对两组用血疗效进行对比分析。结果观察组与对照组住院期间平均输血量之比为8∶9,术后3 d观察组平均血红蛋白下降14.2%,对照组平均血红蛋白下降17.8%;对照组患者的平均住院天数是观察组患者的1.35倍;对照组发生输血不良反应的概率为观察组的11.1倍(观察组无输血不良反应)。结论回收式自体输血在患者手术安全,术后疗效,经济实用方面均优于异体输血,建议此输血方式在髋关节手术中推广。

甘蔗联合收获机虚拟设计及性能评价专家系统

本文运用人工智能技术将甘蔗联合收获机虚拟设计中的有关知识加以系统化和条理化 ,使用VisualC ++语言和VisualFoxPro数据库建立了甘蔗收获机总体方案虚拟设计专家系统。阐述了系统的功能、结构、技术手段、实现策略、知识库的构建及推理机制 ,并用模糊理论对总体设计和性能进行评价。

可视化虚拟设计在大型生活垃圾转运设备开发设计中的应用

从产品的生命周期着手 ,阐明了虚拟设计的概念。利用集成工程设计分析软件I—DEAS ,对挤压板进行虚拟设计 ,并进行有限元分析 ,得出了挤压板的变形、应力分布图 ,为厂方提供了详实、可靠的设计数据。

甘蔗剥叶机模糊评价系统的应用研究

运用模糊数学原理构造了一个多对象的评价模型,并对甘蔗剥叶机的设计方案进行了综合评价.在模型中,采用二元对比法和特征向量法对指标实现定量评价,将复杂的模糊设计信息进行量化,并经模糊变换得出了定量的评价结果.该模型兼顾了整体特性和局部特性,可对任意多个方案进行评价,因此为方案决策提供了科学理论依据.

大学数学公共基础课学习效果的统计分析方法与实践

高等学校对大学数学公共基础课学情分析有助于理清教学对象的特征、督促教师改进数学公共基础课的教学方法,提升学生的学习效果。本文利用课程考核结果,使用相关分析、假设检验、聚类分析等方法挖掘数学公共基础课程成绩分布的统计特征。通过得出的统计结果,分析可能导致其分布特征的客观因素,为提升教与学的质量提供恰当的建议。利用灰色预测方法预判学生成绩趋势,提供教学过程的前置分析,为教学设计完善化给予支撑,从而进行差异化教学。该方法体系能够从宏观上进行学情分析,分析过程直观简洁、科学有效,可以滚动应用,可移植性强。

虚拟样机技术及其在创新产品开发中的应用

论述虚拟样机技术的概念和特点 ,探讨构建虚拟样机设计环境的基本思路。介绍甘蔗收获机械关键元件虚拟设计的方法及如何去建立收获机械设计、分析和评价专家系统 。

甘蔗收获机械可视化虚拟设计平台的研究开发

介绍了甘蔗收获机械可视化虚拟集成设计平台研究开发的基本思路 .该平台的构建通过 STEP标准建立产品开发的全局共享信息模型 ,利用 PDM软件集成和封装 CAD/ CAE及其它产品设计过程中用到的应用软件 ;平台也集成了甘蔗收获机械设计、分析和评价专家系统 ,专家系统采用模糊评价的方法对开发过程设计和仿真分析的结果进行评价和决策 .集成平台支持甘蔗收获机械可视化虚拟产品集成化的团队设计及收获机械系列化产品开发 .