基于生物-心理-社会系统的共情技术在颅内动脉瘤围手术期的作用

目的探讨基于生物-心理-社会系统的共情技术在颅内动脉瘤围手术期的作用。方法本研究为随机对照试验,前瞻性选取无锡市第二人民医院2020年2月至2022年2月收治的105例行介入栓塞术治疗的颅内动脉瘤患者作为研究对象,利用随机数字表法分为观察组[52例,男27例、女25例,年龄(63.72±8.98)岁,动脉瘤长径(6.02±1.23)mm]与对照组[53例,男30例、女23例,年龄(62.36±8.75)岁,动脉瘤长径(5.86±1.17)mm]。对照组患者给予常规护理模式,观察组患者在对照组的基础上给予基于生物-心理-社会系统的共情技术。比较两组患者护理前后不良情绪和治疗依从性以及术后康复指标、并发症发生情况和患者及家属满意度。计量资料采用t检验,计数资料采用χ^(2)检验和Fisher确切概率法。结果术后7 d,两组焦虑自评量表(SAS)和抑郁自评量表(SDS)评分[(39.16±7.96)分、(48.13±9.75)分和(42.58±8.63)分、(49.62±9.96)分]均较术前降低[(58.12±11.89)分、(59.56±12.31)分和(57.78±11.69)分、(56.52±11.45)分](均P<0.05),且观察组[(39.16±7.96)分、(42.58±8.63)分]均低于对照组[(48.13±9.75)分、(49.62±9.96)分](均P<0.05)。观察组住院时间[(9.13±1.95)d]短于对照组[(11.26±2.32)d](P<0.05),两组格拉斯哥预后量表(GOS)评分[(4.36±0.86)分比(4.62±0.92)分]和并发症发生率[9.62%(5/52)比22.64%(12/53)]比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。出院前,两组遵医服药[(92.23±20.50)分、(83.46±18.55)分]、日常锻炼[(89.58±19.91)分、(80.62±17.92)分]、饮食管理[(90.69±14.14)分、(81.45±18.10)分]、不良管理评分[(87.69±19.49)分、(78.45±17.43)分]均较护理前升高[(58.32±12.96)分、(56.16±12.48)分,(62.78±13.95)分、(61.82±13.74)分,(60.68±13.48)分、(59.21±13.16)分,(49.68±11.04)分、(50.21±11.16)分](均P<0.05),且观察组[(92.23±20.50)分、(89.58±19.91)分、(90.69±14.14)分、(87.69±19.49)分]均高于对照组[(83.46±18.55)分、(80.62±17.92)分、(81.45±18.10)分、(78.45±17.43)分](均P<0.05)。观察组患者及家属满意度评分[(96.25±19.25)分、(95.26±19.05)分]均高于对照组[(88.05±17.61)分、(87.45±17.49)分](均P<0.05)。结论基于生物-心理-社会系统的共情技术能够有效提高颅内动脉瘤患者围手术期的临床疗效,改善患者焦虑抑郁不良情绪,提高治疗依从性和患者及家属满意度,降低术后并发症的发生率。

一碳化合物非天然生物转化的研究进展

一碳化合物(C1)包括甲烷、甲酸、甲醇、一氧化碳和二氧化碳等,来源广泛,价格低廉,是第三代生物炼制的理想原料。自然界中存在众多天然利用C1的微生物,但C1天然途径碳转化速率较低,非模式生物工业应用难度较大。利用模式菌株构建C1代谢路径,又称合成型C1生物转化体系,可以弥补C1天然利用微生物的缺点,降低工业生产对传统化石资源的依赖。本文概述了C1种类、来源及天然利用途径,着重综述了合成型C1生物转化体系的研究进展,强调合成型C1利用体系对于提高碳转化率、扩展C1资源应用的重要性,最后分析了C1生物转化面临的挑战,并对该领域的未来研究方向进行了展望。本文为未来合成型C1利用微生物的构建、提高异源C1代谢途径效率提供了参考,对实现绿色、高效开发可持续资源具有重要意义。

电位调控定向富集反硝化生物膜及脱氮效能研究

为了探究不同电位下生物电极的反硝化效能、氮素转化途径以及相应的微生物菌群功能,构建了多工作电极的套筒型生物电化学系统装置,并对工作电极分别施加-0.3、-0.5和-0.7 V恒电位。结果表明,在-0.3、-0.5和-0.7 V条件下,电极最大电流密度分别为36.91、241.92和476.41 mA/m^(2),反硝化速率分别为0.88、1.02和1.11 mg/(L·h)。更负的电位有利于微生物利用电极获得电子促进反硝化过程。电极电位调控促进了微生物群落结构的差异分化,3个电位下微生物菌群中占优势菌门均为Proteobacteria、Bacteroidota和Actinobacteriota,优势菌属分别为Chryseobacterium(31.35%)、Unclassified Comamonadaceae(34.22%)和Azoarcus(16.53%)。此外,电极电位调控也会影响反应机理和关键功能基因表达。-0.7 V电位更有利于napAB基因表达,通过细胞色素电子转移路径进行反硝化,而在-0.3、-0.5 V电位下更利于微生物通过narGHI基因的表达进行电子转移完成反硝化。

电化学系统内Feammox/NDFO耦合工艺脱氮效能和机理

针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷,提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略.实验室内搭建生物电化学系统(BES)序批式厌氧反应器(B组),同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(A组)为对照组.A、B两组反应器共运行100d,分析了两反应器Feammox/NDFO耦合工艺启动过程中的脱氮效能、脱氮路径验证及种群结构组成,并探讨了BES系统Feammox/NDFO强化脱氮的机理.结果表明,实验组(B组)内NH_(4)^(+)-N去除率显著提高,第76d去除率趋于100%,TN去除率达65.83%;而对照组(A组)在第100d时,对NH_(4)^(+)-N和TN的去除率分别为50.22%和43.01%.脱氮路径验证实验结果表明,A、B组反应器内均有Feammox、NDFO、Anammox反应发生;并且B组反应器内反硝化速率明显大于A组.高通量测序结果表明,B组中铁循环脱氮功能菌中Desulfobacterota菌门的相对丰度较A组提高了2.34%;Thiobacillus和Denitratisoma丰度较A组分别提高了1.13%和0.87%.BES反应体系加速富集铁循环脱氮功能菌群,并可通过BES电极进行胞外电子转移,从而达到增强脱氮效能.

生物制造助力加快培育新质生产力

以生命科学为基础的生物技术群体性突破不断涌现,成为继信息技术之后新一轮科技革命的制高点和产业变革的新引擎。随着生命科学的深入发展,生物制造将推动实现生物基材料、食品医药化学品、生物能源等诸多领域的绿色生产。我国生物制造业虽起步较晚,但近年来发展较为迅速,以低成本、规模化生产等优势取得了部分大宗化学品的市场优势,在创制生物经济新路线、推动传统化工产业技术升级等方面也已取得新进展;同时,也存在部分原料及关键产品和核心技术对外依存度较高等问题,国内生物制造创业企业仍需加强对全产业链的布局和思考以增强核心竞争力。以二氧化碳(CO_(2))为原料的第三代生物制造技术将有望重塑制造业产业体系,对于我国培育和发展新质生产力、推进新型工业化、加快经济社会发展全面绿色转型具有重大战略意义。未来,我国应聚焦提高自主创新能力、保障产业支撑能力和攻克重点战略产品的关键核心技术三个方向,加快推动生物制造的高水平发展。

上海市嘉定区羊非免疫无布鲁氏菌病小区创建实践

布鲁氏菌病是严重危害畜牧业发展、食品安全和人类健康的重要疫病,也是当前我国重点防控的人兽共患病之一。实践证明,无布鲁氏菌病小区建设是提升规模化养殖场生物安全防控水平、促进牛羊养殖业高质量发展和转型升级的重要举措。本文以上海市嘉定区建设非免疫无布鲁氏菌病小区的实践为例,从养殖场生物安全体系建设、疫病监测和官方监管等方面进行了阐述,全面总结了相关经验,以期为本区域乃至全国无布鲁氏菌病小区建设提供借鉴。

以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统分析与展望

种养结合系统是实现养殖业和种植业可持续发展的重要途径。水热技术可以将畜禽粪污快速直接转化生产生物原油、水热炭、水相产物和气体产物,生成物分别具有燃料、土壤改良、农用杀菌剂和气体肥料应用潜力,以粪污水热资源化为核心构建的高效种养结合系统有助于提升畜禽粪污的无害化资源化水平和消纳能力、构建生态可持续的绿色循环农业,实现畜禽粪污资源化利用、种植业和养殖的协同高效发展。该研究基于国内外近十余年的研究,系统综述了粪污水热资源化产物在种养结合生态循环农业模式中的作用和应用潜力,论述了畜禽粪污水热转化生物原油在农业内燃机中作为燃料的研究现状,阐述了水相产物作为潜在的农用杀菌剂在作物病害防控中的作用,梳理了畜禽粪污源水热炭在转化机理、理化特性和还田应用中的研究进展,分析了气相产物中的组分和用于温室种植的潜力。在此基础上总结了以粪污水热资源化为核心的高效种养结合系统面临的主要挑战,并对水热资源化产物农业循环应用的研究方向进行展望。研究为畜禽粪污水热资源化和高效种养结合系统研究提供理论参考。

气动仿生农业机器人的设计与实现

基于第十届全国大学生机械创新设计大赛(慧鱼组),介绍了一种基于气动控制系统简单、高效等特点的用于农业领域的气动仿蚯蚓运动的农业机器人设计方案,包括机械结构设计、气动回路设计和远程监控系统设计,最后对该机器人进行了调试与实现。其具备的多功能让其具有一定的推广应用价值。

多芯光纤荧光定量检测耦合系统设计

为提高多芯光纤荧光检测灵敏度,本文基于多芯光纤的空间传导理论模型,分析了多芯光纤的数量、激发光纤纤芯半径、接收光纤纤芯半径以及它们的数值孔径等对多芯光纤耦合效率的影响。针对提高耦合效率,设计和优化了耦合系统中非球面透镜的曲率半径和各面间距,基于分析设计优化的参数构建多芯光纤荧光定量检测系统,并对不同浓度梯度的罗丹明6G溶液进行定量测试,与多芯直接耦合对比,文章设计的多芯光纤耦合系统其激发光和发射光耦合效率由低于10%,提升了80.171%和95.314%,最低检测浓度低至2.08759551×10^(-9)nM/L,此浓度下荧光光强值较直接耦合提升了4.5倍。进一步验证了多芯光纤耦合系统射的可行性。说明通过增加光学耦合系统能有效提高光纤式荧光定量检测灵敏度及能够满足应用需求。

协同除臭技术在罗芳污水处理厂中的工程应用

罗芳污水处理厂位于深圳边境,毗邻中国香港,紧邻居民区,“邻避效应”明显,项目采用生物原位除臭系统、末端除臭系统和新风系统对该污水处理厂进行除臭,其中末端除臭系统由封闭工程、臭气精准收集输送工程、协同臭气处理工程等构成。文章简要介绍了3大除臭系统的主要除臭原理,并阐述了该3大除臭系统在该污水处理厂的应用效果。臭气处理后切实提升了周边的环境质量,能够满足设计执行的排放标准,实际运行优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级标准,成为破解“邻避效应”的典范。

生物纳米材料作为药物递送系统用于退变椎间盘再生治疗的研究进展

椎间盘退变性疾病是导致下腰痛的主要原因之一,传统保守治疗或手术治疗均存在明显局限性。近年来,生物纳米材料因其出色的生物降解性、生物相容性、高度精准的药物传递、延长药物释放时间以及增强药物疗效等特点成为目前的研究热点。本文通过系统地综述生物纳米材料在椎间盘退变再生治疗方面的相关研究成果,为实现椎间盘退变性疾病的精确治疗提供有用的参考。

BES驱动电渗析对飞灰中Pb和Ni的影响

该文构建生物电化学系统(BES)驱动电渗析装置处理飞灰,采用正交试验考察不同外加电压、初始pH和液固比对飞灰中Pb、Ni的迁移效果及残留飞灰中重金属形态分布和浸出毒性的影响。结果表明:电渗析过程中反应池内Pb、Ni浓度受初始pH和液固比控制,阴/阳极液中Pb、Ni浓度先无明显变化后上升,3 d后增速变缓;电渗析处理14 d后Pb、Ni分布特征为飞灰浸出液>离子交换膜>阴/阳极液≈阴/阳极,飞灰中Pb和Ni主要向阴极端迁移,在外加电压、初始pH和液固比为300 mV、3、20 mL/g和300 mV、4、50 mL/g时获得最高去除率分别为25.43%和77.48%;残留飞灰中Pb和Ni的弱酸可提取态分别降低了9.97%~15.76%和6.94%~25.11%,残渣态分别增加了4.88%~38.25%和16.44%~38.24%,浸出毒性均低于GB 5085.3-2007限值。

水混合溶剂在生物质液化中的应用研究进展

溶剂液化是生物质原料高效、综合利用的一种有效途径。相比单一溶剂水,混合溶剂体系可以降低反应的温度和压力、提高生物质的转化率、降低生物油中的氧含量以及提高目标产物的产率。本文综述了近年来常见的水混合溶剂体系,包括醇-水共溶剂、极性非质子溶剂-水体系和离子液体-水体系,在木质纤维生物质降解过程中的作用,特别是乙醇-水共溶剂、四氢呋喃(THF)-水共溶剂和γ-戊内酯(GVL)-水共溶剂在生物质液化中的应用特点,并给出了这些溶剂在生物质液化领域的不足及建议。最后,基于溶剂本身的经济价值、回收和安全性能的考量,指出低成本环保可持续液化溶剂的开发将是未来重点发展的方向。

我国生物安全实验室管理体系发展历程及思考

我国生物安全实验室管理体系已不能完全适应当前实验室实际发展需要。本文通过对比分析我国和发达国家生物安全实验室管理体系的建立和发展历程,指出我国生物安全实验室标准体系虽已逐步完善,但是与发达国家相比还存在一定差距,存在管理体系不健全、标准更新滞后、生物安全意识淡薄、人员培训不到位等诸多问题,这些因素已阻碍了我国生物安全实验室的健康发展。针对存在的问题,提出了相应措施和建议,以期为下一步制定科学的标准、法规和技术规范提供参考。

基于DSP/BIOS的多机通信系统的设计与实现

数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)在电子设计中应用广泛,DSP/基本输入输出系统(Basic Input Output System,BIOS)则是TI公司推出的一个应用于DSP平台的实时嵌入式操作系统,为设计多任务程序带来极大便利。以TMS320C5509A芯片为例,结合具体工程实践,设计了基于DSP/BIOS的多机集成电路总线(Inter-Integrated Circuit,I2C)通信系统。分析中断处理流程和数据发送流程,并指出设计过程中应该注意的相关问题,给出了系统稳定性和中央处理器(Central Processing Unit,CPU)利用率的测试结果,对相关工程实施具备很好的指导作用。

仿生岩土技术的研究进展

岩土体中生存的生物使用独特的生物机制与岩土体相互作用,以完成土中运动、生长、锚固和吸收养分等功能。这些生物机制可被岩土工程借鉴和利用。仿生岩土是从形态、行为和原理上研究生物机制,将其用于发展岩土工程理论、技术和装备,用来解决岩土工程问题的新方向。近年来,仿生岩土技术逐渐成为了岩土工程界的一个引人注意的课题,并取得了一些进展。首先,介绍了仿生岩土技术的设计思路和过程以及主要研究方法。然后,总结并分析了不同生物机制在土中贯入与掘进、土与结构相互作用接触面和土中锚固系统等方面的研究现状和进展,其中典型的生物机制包括生物土中运动、蛇腹鳞摩擦各向异性和树木根系结构等。最后探讨了仿生岩土技术所面临的挑战和未来展望。

生物电芬顿系统在废水处理中的研究进展

随着工业化进程加快,废水的类型和排放量日益增加,对自然环境和人类社会造成了严重危害,因此亟需开发经济高效的废水处理技术。生物电芬顿(BEF)系统是将生物电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的水处理技术,其因高效、绿色、节能的特点而受到广泛关注。本文综述了BEF系统的基本原理,讨论了阳极和阴极性能的主要影响因素(微生物胞外电子传递过程、阳极材料、阴极材料、芬顿反应催化剂和系统运行条件),总结了BEF系统在各类废水(染料废水、制药废水、垃圾渗滤液、煤化工废水、养猪废水等)处理中的应用,最后指出BEF系统当前面临的挑战及未来的研究方向,包括开发高效的电极材料和催化剂、耦合其他水处理工艺、降低膜材料成本和开展中试研究等,旨在为BEF系统的进一步发展提供参考。

胚胎电子系统技术在航天电子装备中的应用

针对在轨航天器和地面测运控系统运行高可靠长寿命的迫切需求,引入胚胎电子系统仿生自修复技术,为高可靠性航天电子装备设计提供一种新思路。分析了航天电子装备面临的主要问题与现有冗余容错技术存在的不足,介绍了胚胎电子系统仿生自修复技术,从硬件资源消耗、可修复故障类型、修复时间等方面对比了胚胎电子系统仿生自修复技术与典型冗余容错技术的优缺点。结合胚胎电子系统仿生自修复技术的优势,分析了其在航天电子装备中的应用方向与面临的挑战,为高可靠航天电子装备设计研究提供参考。

生物成像用二氧杂环丁烷余辉发光体系的研究进展

余辉发光成像方式规避了样本中自体荧光的干扰,极大地降低了背景信号,显著提高了成像信噪比。近年来,基于光氧化反应的二氧杂环丁烷余辉发光体系受到研究者的关注。此类余辉发光体系具有良好的生物相容性与水氧耐受性,易于制备并进行结构修饰,能够实现多功能成像的要求,在疾病诊疗过程中有着广泛的应用前景。本文简述了二氧杂环丁烷余辉发光体系所涉及到的发光机理,并在此基础上总结了体系的构建方式。之后列举出近年来二氧杂环丁烷余辉发光体系应用在肿瘤示踪与手术导航、生物活性分子成像和医学诊疗等方面中的突破性工作。最后,对目前的研究进展进行总结概括,并分析了该体系在临床应用上面临的挑战和对未来的发展进行了展望。

水下仿生侧线感知研究进展

侧线是鱼类针对水下环境特有的感知器官,能够帮助鱼类感知周围水环境信息。受此启发,设计研制人工侧线系统并应用于水下机器人,已成为水下无人系统研究的热点之一,受到国内外学者广泛关注。论文概述水下仿生侧线感知的相关研究进展,从仿生原理、结构设计、感知功能等角度,系统地介绍仿生侧线感知的国内外发展现状,具体介绍了作者团队基于仿箱鲀机器鱼以及仿生侧线系统开展的运动状态估计、姿态保持控制、邻近感知等研究工作。通过对现有研究的分析与总结,进一步提出了水下仿生侧线感知领域未来的发展方向:传感器阵列设计优化、自然环境下的流场感知、避障行为与集群行为的实现等。