高效通道注意力结合卷积神经网络的近红外光谱分析模型研究

近红外光谱分析技术有无损、高效的特点,在各领域都有广泛应用。但传统分析模型在面对近红外光谱数据量激增时往往出现预测精度不高、泛化能力差等问题。为此,提出一种基于卷积神经网络(CNN)与高效通道注意力(ECA)模块相结合的近红外光谱分析模型(CNNECANet),该模型由8个一维卷积层、1个ECA模块、4个最大池化层、1个展平层、2个全连接层和1个参数优化器组成。ECA模块由1个全局平均池化、1个一维卷积层和1个Sigmoid激活函数组成。以啤酒、牛奶、柴油、谷物的近红外光谱公共数据为例,将CNNECANet与常用建模方法进行比较,CNNECANet比PLS的预测精度分别提高了30.3%、14.1%、29.5%、48.4%;CNNECANet比SVR的预测精度分别提高了33.5%、17.6%、39.0%、50.0%;CNNECANet比BP神经网络模型的预测精度分别提高了80.0%、29.0%、7.2%、42.7%。该模型具有更好的预测精度和鲁棒性,解决了传统近红外光谱建模算法容易出现过拟合、模型泛化性差等问题。

PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜的制备及其超电容性能研究

以价格低廉的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒为填料,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)为基材制备复合材料,并采用高氯酸(HClO4)对其进行后处理,获得PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)柔性自支撑薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)对复合薄膜进行形貌和结构表征,并采用循环伏安(CV)和恒电流充放电(GCD)对其进行电化学性能分析。结果表明:经酸处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜表面粗糙,电化学性能得到较大提升,且倍率性能较好。在1 A/g时,放电比电容可达106 F/g,远远超出PEDOT:PSS原始膜和未处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜;在10 A/g时,放电比电容能够保持在81 F/g。

基于磁控溅射的PEEK表面HA涂层构建及其生物安全性评估

目的:基于磁控溅射技术在PEEK表面构建羟基磷灰石(HA)涂层,并系统评估该方法的生物安全性。方法:磺化PEEK以增加结合面积,并利用磁控溅射技术在其上构建HA涂层;通过扫描电镜结合能谱分析检测构建效果;通过细胞黏附实验、细胞骨架荧光染色以及扫描电镜来评估细胞层面安全性;通过SD大鼠全身毒性评估材料在体安全性;通过金黄地鼠黏膜刺激实验评估材料口腔应用安全性。结果:利用上述技术可在PEEK表面成功构建具有梯度形貌的HA涂层;该涂层可促进细胞黏附、伸展与增殖;且无全身毒性,对动物体重与体内重要脏器HE染色均无显著性影响(P>0.05);同时该涂层在一定程度上减轻了单纯磺化带来的口腔黏膜刺激。结论:基于磁控溅射技术可稳定制备HA涂层,并满足临床应用的生物安全性需求。

头颅外置强支抗骨缝牵张术在治疗儿童面中部凹陷畸形中的护理关键环节

目的:明确头颅外置强支抗骨缝牵张术在治疗儿童面中部凹陷畸形中的护理关键环节,并给予针对性护理方案。方法:选取2021年3月-2023年3月笔者医院行头颅外置强支抗骨缝牵张术的58例面中部凹陷畸形患儿,按随机数字表法分为对照组和实验组各29例,对照组给予常规护理,实验组在常规护理基础上,分析围手术期护理关键环节,给予针对性护理方案,评估两组护理效果。结果:实验组患儿及家长焦虑评分均明显低于对照组(P<0.05);对照组头部钉周伤口感染176个(60.69%)、鼻部牵引钩处伤口感染20个(34.48%),实验组头部钉周伤口感染3个(1.03%)、鼻部牵引钩处伤口感染2个(3.45%),实验组患儿头部牵引钉周伤口感染率和鼻部牵引钩处伤口感染率均明显低于对照组(P<0.05);实验组患儿疼痛评分低于对照组,睡眠及护理满意度评分均高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:头架体积大、组织穿通固定点多以及需长期佩戴是影响该类患儿护理的核心,应使患儿形成正确的佩戴习惯,并严密控制感染等问题,以最大程度减少对患儿生活的影响。

低龄唇腭裂患儿术后疼痛评估及护理侧重点分析

目的:探讨如何便捷识别3岁以下低龄唇腭裂患儿术后疼痛情况并进行针对性护理。方法:选取2020年5月-2022年5月笔者医院收治的2.5个月~3岁低龄唇腭裂患儿134例,结合FLACC疼痛评估量表与家长主观问卷评分,对低龄患儿术后疼痛情况进行研究。结果:依据术后6 h内哭闹次数将患儿归为四组:第1组(0~3次),第2组(4~6次),第3组(7~10次),第4组(10次以上)。依据FLACC疼痛评估量表评分,第1~3组疼痛程度递增,但第4组与第1组疼痛程度接近,均较低,认为第4组患儿具有不安恐惧等不良情绪。术后24 h睡眠时间,第1组(8.43±2.88)h、第2组(10.15±3.41)h、第3组(10.42±2.97)h均相近,并显著高于第4组(6.67±1.67),与第4组患儿存在不良情绪相一致;在睡眠质量评分上,除第4组(2.17±0.83)分外,第1组(1.71±0.95)分也处于较低水平,体现出第1组虽然疼痛程度较轻哭闹次数少,但也可能存在心理情绪问题,需要关注。结论:本研究提出针对0~3岁低龄唇腭裂患儿术后依据哭闹次数来辨别疼痛及护理问题的便捷归类方法,归纳了不同分组患儿护理侧重点,针对第1、4组患儿,术后护理中的情绪安抚与疏导尤为关键,针对第2、3组患儿术后疼痛显著,应加强术后镇痛,为制定针对性围手术期镇痛护理方案提供了新思路。

冲击荷载下浅埋框架结构上的动载计算分析

城市化建设不断加快,爆破拆除引起的建(构)筑物塌落冲击效应,对浅层地下结构安全影响已成为关系到城市可持续发展的重大问题。基于强夯动应力理论,提出了建筑物塌落冲击自由场动应力计算模型,并与试验结果进行对比验证,表明模型计算结果最大误差在8%左右,而且能较好地表示动应力随深度的衰减规律。基于该模型并考虑土与结构的相互作用,推导了地表冲击下浅埋框架结构上动载的计算公式,并分析了结构柔度对刚性地基上浅埋结构动载的影响。分析结果表明,适当增加地下结构的柔度可降低结构所受到的动力荷载。

番石榴不同部位乙醇提取物的抗氧化、降血糖及酪氨酸酶抑制活性

目的:比较研究番石榴不同部位(根、茎、叶、果实)乙醇提取物抗氧化、降血糖和抑制酪氨酸酶活性。方法:分别采用ABTS法和DPPH法、pNPG法和DNS法、L-DOPA法评价番石榴不同部位抗氧化活性、降血糖活性和酪氨酸酶抑制活性。结果:番石榴不同部位乙醇提取物均具有一定的体外抗氧化、降血糖和酪氨酸酶抑制活性,并呈现一定的量效关系。番石榴各部位中,番石榴根乙醇提取物的抗氧化、降血糖和抑制酪氨酸酶活性均强于其他部位。番石榴根对DPPH、ABTS^(+)自由基清除能力与维生素C接近,清除能力IC_(50)值分别为:(8.45±0.12)、(0.09±0.002)mg/mL,且其对α-淀粉酶和酵母菌来源α-葡萄糖苷酶的抑制活性强于阿卡波糖,抑制活性的IC_(50)值分别为:(0.10±0.02)、(8.74±0.25)μg/mL;而对小鼠小肠来源α-葡萄糖苷酶的抑制活性弱于阿卡波糖;对酪氨酸酶抑制活性弱于维生素C。结论:番石榴根乙醇提取物的抗氧化、降血糖和酪氨酸酶抑制活性最强,表明番石榴根是潜在抗氧化剂和α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶和酪氨酸酶抑制剂的来源。

Ckip-1对小鼠耳廓软骨发育的影响

目的:探讨酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(Ckip-1)对小鼠颅颌面耳廓软骨发育的影响。方法:取6月龄Ckip-1基因敲除小鼠(Ckip-1-/-)作为实验组,野生型小鼠(WT)作为对照组(n=6、同窝、雄性)行动物表型观察及组织学切片分析,评估Ckip-1-/-小鼠耳廓大体及组织学变化。另通过siRNA干扰技术下调小鼠软骨细胞系ATDC5中Ckip-1表达,通过扫描电镜、MTT及QPCR等实验,观察细胞形态、增殖能力及软骨细胞分化相关基因表达的变化。结果:Ckip-1-/-小鼠呈小耳畸形,组织学切片可见软骨结构紊乱,幼稚软骨细胞增多。Ckip-1敲低组软骨细胞体现出伸展面积增加、增殖能力下降、软骨早期分化因子增加及晚期分化因子下调等趋势。结论:Ckip-1基因可能通过调控软骨细胞增殖及分化对小鼠耳廓发育产生影响。

CKIP-1对小鼠皮肤纤维化及TGF-β1和collagen-1表达的影响

目的:分析CKIP-1基因敲除后对皮肤纤维化的作用,并检测其对TGF-β1和collagen-1表达的影响。方法:取6月龄CKIP-1基因敲除小鼠作为实验组,与同窝雄性野生型小鼠进行对照,观察小鼠皮肤大体形态变化,再通过HE和masson染色分析皮肤的组织学改变,最后通过免疫组化检测皮肤纤维化相关的重要细胞因子TGF-β1和collagen-1的分子表达情况。结果:CKIP-1基因敲除小鼠皮肤较硬、弹性较差,镜下观察皮肤角化增加,表皮层和真皮层增厚,纤维扭曲、增粗,胶原含量显著增加,免疫组化检测发现TGF-β1和collagen-1分子表达增加,且TGF-β1在表皮及真皮交界处表达增加最为显著。结论:小鼠CKIP-1基因敲除后皮肤出现明显的纤维化改变,可能与TGF-β1表达增加相关。

光交联粘弹性水凝胶快速恢复损伤膝关节运动的实验研究

目的:构建一种新型水凝胶,快速恢复损伤关节的运动功能。方法:以明胶作为硬链,透明质酸作为软链,通过与甲基丙烯酸酐加成反应,增强两种材料性能与分子间物理交联作用;同时筛选光交联引发剂与配套紫外光源照射参数,最终形成以明胶为网状支架,内部均匀填塞透明质酸的稳定结构,并具有粘弹性承力特性的新型水凝胶。建立20只SD大鼠膝关节损伤模型,分别植入新型水凝胶和对照材料,1周后即进行滚轮运动实验,检测动物运动功能恢复情况,2月后进行病理切片,检测其最终改建效果。结果:该新型水凝胶2 min即可实现光交联固化并具有粘弹性承力特性;与对照组相比,可快速恢复动物损伤关节运动,具有更长的运动时间;2月后材料完全降解,再生为软骨组织。结论:该新型水凝胶极大的缩短了损伤关节运动功能恢复时间,有望在关节镜等技术辅助下实现相关疾病的微创治疗。

一种新型弹性仿生人工血管修复大鼠血管缺损的应用研究

目的:构建一种弹性仿生聚已内酯/聚氨酯人工血管(PCL/PU血管),并探索其血管移植的效果。方法:通过模拟天然血管结构和功能,利用静电纺丝技术构建三层结构的人工血管,扫描电镜观察其微观结构,爆破压实验和模量测试计算其力学强度,随后进行大鼠体内移植实验,验证移植效果。结果:PCL/PU血管呈三层结构,能够耐受血压不发生渗漏,能够与自体血管相互融。结论:该PCL/PU血管具有优良的力学性能和生物学性能,有良好的临床应用潜力。

柔性自支撑PEDOT:PSS薄膜的制备及其超级电容特性研究

以聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)为原料,通过滴涂法成膜,并采用盐酸(HCl)和硫酸(H2SO4)对其进行后处理,制备出具有优异电化学性能的自支撑有机薄膜。运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、拉曼光谱(Raman)、X-射线衍射(XRD)和电化学测试对样品的形貌、成分、结构及电化学性质进行表征和分析。结果表明:酸处理能够有效去除PEDOT:PSS复合组分中不导电的PSS部分,从而使其导电性能得到大幅改善(比原始样品高约2~3个数量级);导电薄膜展现出优异的电化学性能,特别是经H2SO4处理后的样品,具有较高的比电容(1 A/g时,比电容为87.3 F/g)和良好的倍率性能;导电薄膜可轻易从基板剥离,表现出良好的柔韧性和自支撑特性。

钛表面高强度仿生形貌涂层构建及生物安全性评估

目的:在钛表面构建高强度,具有微、纳米级梯度仿生形貌涂层,并评估其生物安全性。方法:采用酸蚀及磁控溅射技术构建微、纳米级梯度仿生形貌涂层;扫描电镜检验涂层构建效果;纳米划痕试验检测涂层强度;SD大鼠皮肤刺激试验,毒性、溶血试验及血清生化参数评估该涂层生物安全性。结果:扫描电镜显示该涂层具有微米级、纳米级梯度仿生形貌;纳米划痕结果显示该涂层强度达100 N;生物安全性检测结果显示该涂层不引起皮肤刺激与迟发型超敏反应,无全身毒性,新型涂层组大鼠和光滑组大鼠体重分别为(423.3±11.2)g和(429±10.07)g(P>0.05),实验组与对照组溶血率分别为3.51%±1.04%和2.90%±0.65%(P>0.05)。结论:该研究制备的钛表面仿生形貌涂层,可兼顾临床应用中对涂层强度与生物安全性的双重要求。

碘仿纱包在腭裂患儿术后康复中的效果评价

填塞碘仿纱包是腭裂修复术后创口处理的常用方法,但是临床发现,在规范化腭裂修复术与术后护理基础上,对绝大多数腭裂患儿,创口填塞碘仿纱包对术后康复无明确收益,反而会使术后疼痛增加、睡眠质量下降,建议进一步规范并减少碘仿纱包在腭裂修复中的应用。

超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的应用(特邀)

观察细胞器间动态相互作用,深入分析作用规律,对于揭示生理病理过程现象背后的机制具有十分重要的意义。传统光学显微镜受到由光波波长和孔径造成的衍射极限的限制,无法观测细胞器纳米级精细结构及细胞器间相互作用的动态变化规律。超分辨显微成像技术的出现为细胞器相互作用研究提供了重要手段,在深入揭示细胞器相互作用规律,阐明生理病理现象深层的机制研究中发挥了重要的作用。文中介绍了受激发射损耗(Stimulated emission depletion,STED)显微成像、结构光照明显微成像(Structured illumination microscopy,SIM)、单分子定位显微成像(Single molecule localization microscopy,SMLM)技术,并总结了这三类超分辨显微成像技术在细胞器相互作用中的应用与现状,为超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的应用提供思路拓展。最后,对超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的优势与不足进行分析总结,展望了超分辨显微成像技术在活细胞内细胞器相互作用成像中的需求发展趋势,为光学与医学及生物学的交叉融合发展提供一定的参考。

谷氧还蛋白2对高氧诱导的人晶状体上皮细胞过度迁移的抑制作用

目的研究高氧环境对人晶状体上皮细胞(HLECs)迁移能力的影响及谷氧还蛋白2(Grx2)对高氧诱导的HLECs迁移的抑制作用。方法将HLECs分为高氧模型组和常氧对照组,高氧模型组采用含氧体积分数80%的混合气体培养HLECs2d,构建体外高氧诱导的HLECs氧化损伤模型,常氧对照组常氧条件下培养HLECs。利用细胞划痕试验观察各组细胞迁移情况;用鬼笔环肽染色法评估细胞骨架形态变化;采用实时荧光定量PCR法检测细胞中Grx2mRNA的表达变化。分别将高氧模型组和常氧对照组细胞再分为空质粒转染组和Grx2质粒转染组,通过转染不同质粒,观察不同转染组高氧模型细胞的迁移行为和骨架形态变化,并利用MitoSOX法流式细胞仪检测不同转染组细胞线粒体活性氧簇(ROS)含量;采用JC-1染色法测定不同转染组细胞线粒体膜电位的变化并用激光扫描共焦显微镜进行观察。结果常氧对照组和高氧模型组细胞培养过程中,生长状态良好。细胞划痕后24h和48h,高氧模型组划痕距离小于常氧对照组,差异均有统计学意义(均P<0.05);高氧模型组细胞周长长于常氧对照组,差异有统计学意义(t=-2.254,P<0.05)。细胞培养后2d,高氧模型组细胞中Grx2mRNA相对表达量为0.54±0.11,低于常氧对照组的1.00±0.00,差异有统计学意义(t=7.128,P<0.01)。Grx2质粒转染组细胞转染效率高于90%。高氧环境下,划痕后24h和48hGrx2质粒转染组细胞划痕距离宽于空质粒转染组,差异均有统计学意义(均P<0.05);Grx2质粒转染组细胞中Grx2mRNA相对表达量高于空质粒转染组,差异有统计学意义(P<0.01);Grx2质粒转染组细胞线粒体ROS平均相对荧光强度弱于空质粒转染组,差异有统计学意义(P<0.05)。高氧条件下,Grx2质粒转染组细胞红/绿荧光强度比高于空质粒转染组,差异有统计学意义(P<0.01)。结论Grx2可能通过对高氧下HLECs线粒体氧化应激的调控来抑制HLECs的过度迁移。

梅州客家41种常用中草药对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制作用

目的以41种梅州客家民间常用中草药为研究对象,评价其对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性,并对活性最强的品种进行酶抑制类型探究。方法以半数抑制率(IC 50值)为指标,采用对-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(pNPG)法、3,5二硝基水杨酸(DNS)法评价41种梅州客家常用中草药95%乙醇提取物对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性,采用酶促动力学方法与Lineweaver-Burk曲线分析活性最强品种对酶的抑制作用类型。结果40种常用中草药具有α-葡萄糖苷酶抑制活性,23种具有α-淀粉酶抑制活性,其中九节(Psychotria asiatica)表现出最强的抑制活性,其抑制α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶IC_(50)值分别为(0.17±0.001)、(0.09±0.001)mg·mL^(-1),抑制类型分别为可逆竞争性抑制和可逆非竞争性抑制。结论梅州客家常用中草药九节对糖代谢酶活性具有显著的抑制作用,在糖尿病的防治方面具有进一步研究和开发的潜在价值。

CKIP-1对小鼠颅颌面软硬组织生长发育的影响

目的探讨酪蛋白激酶2相互作用蛋白1(the casein kinase 2 interacting protein-1,CKIP-1)基因对颅颌面部软硬组织的影响,为颅颌面相关疾病的机制研究和治疗提供基础。方法 6月龄雄性CKIP-1基因敲除小鼠(KO)作为实验组,野生型小鼠(WT)作为对照组,用Micro-CT对小鼠颅颌面部硬组织(顶骨、鼻骨、切牙、磨牙)的骨量进行分析,另外用HE染色和甲苯胺蓝染色分析颌面部软组织(鼻软骨、唇黏膜、舌)的组织形态差异。结果 CKIP-1基因可负调控小鼠颅颌面骨松质骨的骨量及牙齿的牙本质矿化,相较WT小鼠,KO小鼠的顶骨板障层厚度增加93%,而皮质骨未见明显差异;鼻骨松质骨厚度增加160%,皮质骨无显著差异;牙釉质厚度未见异常,但牙髓腔变小,牙本质厚度增加48%;HE及甲苯胺蓝染色分析发现KO小鼠的鼻翼软骨板厚度增加57%,并发现局部出现异常骨化;唇黏膜角化层增厚170%;舌肌肌纤维直径增加45%。结论 CKIP-1基因对小鼠颌面部多种软硬组织的生长发育均有不同程度的影响。

Ckip-1通过差异影响松质与皮质骨调节骨生物力学强度的研究

目的:研究酪蛋白激酶-2相互作用蛋白-1(CKIP-1)对小鼠股骨松质骨与皮质骨的骨量、胶原变化的影响,及其在调节股骨、下颌骨生物力学中的作用。方法:取3月龄Ckip-1基因敲除(KO)小鼠作为实验组,野生型(WT)小鼠作为对照组(同窝、雄性)(n=5)。分别对小鼠股骨松质与皮质骨进行影像学Micro CT扫描,组织学丽春红三色染色、 I型胶原免疫组化染色、天狼星红染色,及力学三点弯曲实验,定量分析,评估Ckip-1对松质与皮质骨量、胶原含量与比例、及生物力学强度的影响。结果:Ckip-1 KO小鼠,股骨松质骨:骨量提高,胶原含量增加,但比例不变,生物力学强度增强;股骨皮质骨:骨量、胶原含量、比例无显著影响,复合型下颌骨组织生物力学显著增强。结论:Ckip-1对松质骨各项性能指标影响较大,对皮质骨无显著影响,可负调控骨组织的生物力学强度。

CKIP-1对小鼠颞下颌关节软骨基质的影响

目的:探索酪蛋白激酶2相互作用蛋白-1(CKIP-1)在调控颞下颌关节软骨基质中的作用及机制。方法:比较同窝野生型及CKIP-1敲除纯合(CKIP-1^(-/-))小鼠颞下颌关节软骨细胞外基质变化,利用RNA干扰技术建立CKIP-1稳定低表达ATDC5细胞模型并检测细胞外基质分泌情况,通过转录组测序及生物信息学分析,筛选CKIP-1敲低后与软骨细胞调控相关的差异基因及关键信号通路,实时荧光定量PCR(qPCR)验证筛选结果。结果:与野生型相比,CKIP-1^(-/-)小鼠颞下颌关节软骨细胞外基质显著减少;敲低CKIP-1后ATDC5增殖、分化及软骨发育相关基因表达显著变化;验证结果表明CKIP-1敲低后可能通过Hedgehog等信号通路影响软骨细胞外基质的分泌。结论:CKIP-1参与调控关节软骨细胞外基质分泌,其调控作用主要是通过Hedgehog等通路实现的。