2011～2015年国家自然科学基金资助情况分析——以东南大学生物科学与医学工程学院为例

国家自然科学基金旨在激励原始创新,提高我国基础研究水平。通过分析东南大学生物科学与医学工程学院2011~2015年国家自然科学基金项目获资助情况,发现学院借助国家自然科学基金的支持有力地促进了其整体科研水平的提高,但科学基金获资助率却有所下降。为提高项目资助率,学院应提前谋划,加强中青年领军人才培育和储备,加强团队合作,争取重大重点项目,重视项目过程管理,确保顺利结题。

诺贝尔奖成果案例在生物医学工程专业基础课“分子与细胞”中的教学实践

探索了以诺贝尔奖成果案例为主干线索牵引生物医学工程专业基础课“分子与细胞”课程教学的改革试点,遴选课程11个核心章节的15个获奖案例,建议学生以诺贝尔奖得主的获奖报告为蓝本开展合作调研,重点关注科学家的研究背景、发现发明的亮点、成果的理论或应用价值。在课堂实践中,构筑导入-汇报-互动-总结的研讨单元,采用同行组引导讨论的方法,提升教学效果。融入国家需求、科学艺术、应对挑战、创新精神等要素,通过课外调研和课堂研讨来激发学生的自主学习热情,培养学生的生物医学基本素质和理念,在有限学时下取得良好成效,90%的学生认为学习收获显著。进一步提出该课程的方法优化、观点更新、思政融合、视野提升等改进设想,对生物医学类专业生物基础课程教学的提质增效具有潜在借鉴意义。

专业思政主题模块构建和思政元素矩阵设计——以东南大学生物信息学专业思政为例

以专业为单位,对相关课程进行统筹考虑、总体设计,是深化课程思政建设的关键环节。思考专业自身意义,从国家、文化、职业等多层面立体展开政治认同和道德修养的教育,引导学生了解专业相关的伦理、法规,并对专业自身的理论特色适当引申,是构建专业思政基本主题模块的有效思路。本文以东南大学生物信息学专业思政建设为研究对象,通过顶层设计,凝练出专业使命感、家国情怀、文化素养、工匠精神、伦理法规、生物系统观等六大主题模块,进一步归纳各模块包含的思政元素,建立系统的生物信息学专业思政元素矩阵,并根据专业特点,统一规划思政教学体系,必将促进课程思政落细落实并在专业思政中协同发展。

一流高校研究生教育管理模式对比——以约翰·霍普金斯大学和东南大学为例

霍普金斯大学首创了“专业式”研究生教育管理模式,该校在参考德国的“学徒式”教育模式的基础上,结合美国的基本国情进行了重大创新,形成了独具美国特色的“专业式”研究生培养模式,对于推动研究生的规模培养和研究型大学的改革都产生了很大的影响。东南大学是我国最早开展研究生教育的高等学校之一,早在20世纪50年代就开始招收研究生,1996年3月经国家教委批准,正式建立研究生院。东南大学在如今已成为中国研究生教育与培养的一个重要基地。通过对两所学校的研究生教育管理制度进行研究,比较两所学校的研究生教育管理模式,总结出异同点,提出启示。

生物医学工程发展方向和我国高端医疗器械突破点

介绍新生物医学工程的总体框架和科技新形势下的发展方向,揭示新形势下我国高端医疗器械需要攻克的突破点和落实到产业提升的3个专项行动,向读者展示当前生物医学工程的概貌。

当代信息技术革命与临床医学工程装备发展的思考

新一轮科技革命和产业变革,推动了不同学科之间的交叉融合,进而促进了人工智能、机器人、物联网、大数据、云计算等前沿技术的快速发展。先进医学装备作为医疗领域前沿科技发展的平台之一,是当今最新医疗技术发展的一个缩影。本文在新一轮科技革命的背景下,从人工智能和物联网在先进医学装备上的具体应用,讨论了当前医疗领域前沿科技对医学发展的影响,同时也列举了新兴科技给社会带来的伦理问题、安全问题等。最后,从临床医学工程师的角度出发,讨论了面对新一轮科技革命的机遇与挑战。

AI赋能的生物医学研究

近十多年来,以机器学习和深度学习为代表的AI技术迎来了蓬勃发展期,广泛赋能于多个学科领域。与此同时,面向生物医学领域的AI应用研究在科学家们的不懈努力下逐渐成熟。生物医学迈入了AI赋能的新时代,未来的科学实践和创新发现迎来了更多机遇与挑战。

大学生志愿服务育人功能的实证研究——以东南大学为例

当前,志愿服务已成为新时期开展大学生思想政治教育的有效载体。本文从树立正确的价值观,履行社会责任、强化责任意识,培养团队精神和团队意识,培养创新意识和创造能力,增强自身思想道德修养、实现自我价值,促进自我全面发展,提高综合素质,锻炼并提升自己的专业知识和专业技能,总体评价八个维度对东南大学学生进行志愿服务现状调查和实证分析。从发挥组织优势、推动长效发展,拓展志愿项目、锻炼专业技能,搭建实践平台、培养创新能力三方面提出进一步完善高校志愿服务育人机制,强化高校志愿服务育人功能,推进高校多元化实践育人体系建设。

基于威廉斯创造力倾向测量的研究生创造力倾向研究——以东南大学为例

研究生教育的目的是培养更高水平的创新型人才,创造力倾向因此成为衡量研究生教育的重要指标之一。随机选取东南大学111名在校硕士研究生为调查对象,基于威廉斯创造力倾向测量表编制问卷,调查结果发现:在校硕士研究生创造力倾向水平较为一般,性别、年级、本科学校层次和学科门类对硕士研究生创造力倾向的影响甚小,而学生干部任职经历与其存在显著正相关。应从搭建创新实践平台、加强导师队伍建设等方面综合入手,形成关于创造力提升的系统工程,有效培养硕士研究生的创造力。

论高校学生社团的建设现状和发展建议——基于东南大学与台湾大学的比较

高校学生社团是大学生参与民主管理和提升自身素质的重要途径和载体。为了更清楚的了解目前高校学生社团的现状以及更科学、有效的管理和发展学生社团,该文以大陆(东南大学)和台湾地区(台湾大学)两所高校的学生社团作为个案研究对象,通过查阅文献、调查问卷和访谈的研究方法对高校学生社团活动,学生社团管理这两个方面进行了较全面的分析,在此基础上提出了促进大陆地区高校学生社团发展的对策建议。

东南大学与美国大学生物医学工程专业的对比分析

本文以杜克大学为代表,对美国大学与东南大学的生物医学工程专业在学科方向、师资、教学模式、论文发表情况等方面进行了细致的比较,针对以上方面进行了深入的思考分析,探讨了我们所面临的问题,并从加强学科交叉性等四个方面总结出今后亟待改善的方向,为我国生物医学工程研究和教学的未来发展方向提供参考和启示。

发挥一流学科支撑优势,建设智能医学工程专业

东南大学智能医学工程专业依托一流的生物医学工程学科开展建设,以立德树人为根本任务,以价值引领、工程教育专业认证的要求开展新工科专业培养方案研制,构建理工(智能)医交叉融合的课程体系;以神经教育学理论为指导,以医学问题为牵引,开展基于问题、基于项目、设计为中心等探究式教学模式研究与实践;为学生提供校企医联合、中外互动的高阶性实践环境,以实现医工知识体系的交叉融合,培养创新型、医工复合型领军人才。

水凝胶的改性及其在生物医学中的 应用研究进展

水凝胶的改性是水凝胶在多方面获得应用的前提条件。本文重点综述了几类水凝胶的改性及其应用进展,包括聚乙烯醇(PVA)和明胶复合水凝胶、蛋白质水凝胶、新型智能水凝胶以及纳米水凝胶。同时指出要密切关注改性水凝胶的生物相容性、成本价格、生物可降解性、适用范围,使更多水凝胶能走向临床,获得更广泛的应用。

生物医学传感器实验教学的创新与探索

突破传统的教学模式,根据生物医学传感器课程多学科交叉融合的特点,以生物医学工程专业国家级实验教学示范中心为平台,利用东南大学生物电子学国家重点实验室科研平台的前沿性科研成果,将一系列优良资源转化为教学实验,建立了新型生物医学传感器课程实践教学体系。新型实践教学体系实现了专业课程中理论与实验的相辅相成,构建了"翻转课堂"新型授课模式,探索了实验教学中多学科融合教学的可行性。同时,从新型生物医学传感器课程实践体系构建的基础支撑、具体内容、实践效果、现实意义等方面来看,改革后的课程很好地拓展了学生的眼界和知识面,提升了学生科研创新及综合设计能力。这一探索为实验教学的发展和改革提供了方向。

基于网络和组学方法的产电微生物胞外电子传递研究进展

介绍产电微生物胞外电子传递(extracellular electron transfer,EET)研究的背景和意义,概述细胞色素c、菌毛蛋白、电子介体等多种分子在EET过程中的作用,综述近年来利用网络方法和组学方法研究产电微生物EET过程的相关工作。从蛋白网络、调控网络与整合网络等方面总结网络分析方法在关键电子传递分子识别、电子传递模块挖掘、电子传递途径推断等方面的应用;从基因组、转录组、蛋白组、多组学与宏组学等方面总结使用组学方法识别电子传递基因及其功能分析方面的研究;介绍整合生物网络与组学数据在产电微生物EET过程生物分子协调利用、关键基因与基因簇识别等方面的研究。探讨当前存在的问题,展望未来整合多种生物网络和组学数据开展产电微生物EET研究的方向。

术中塑形与锁钉分布及术后愈合状态对接骨板生物力学的影响

目的分析塑形对接骨板弯曲强度以及不同锁钉分布情况对接骨板受力的影响,为临床上对接骨板进行塑形与选择不同的锁钉分布方式提供生物力学依据。方法根据YY/T 0342—2020标准对接骨板四点弯曲强度进行有限元仿真分析,并应用理论分析及有限元仿真方法对不同锁钉分布的假体模型进行受力分析。结果在30°折弯时,3.7 mm厚接骨板比2.7 mm厚接骨板的等效塑性应变高28%;3.7、2.7 mm厚接骨板的极限折弯角度分别为55°、67°。折痕对接骨板受力影响较小,未塑形结构四点弯曲强度为2.64 N·m,等效弯曲刚度为1.12 N·m^(2);带折痕四点弯曲强度为2.63 N·m,等效弯曲刚度为1.10 N·m^(2);正反折弯后接骨板四点弯曲强度由2.64 N·m降低至2.45 N·m,降低约7.72%,等效弯曲刚度由1.12 N·m^(2)降低至0.98 N·m^(2),降低了12%,影响较为明显。植入填塞螺钉后单孔接骨板四点弯曲强度改善较为明显,由2.64 N·m提升至3.15 N·m,提升约19.32%,等效弯曲刚度由1.12 N·m^(2)提升至1.14 N·m^(2),提升幅度为2.1%。骨折线两侧至少各留出两个锁定孔不植入锁钉比打满锁钉应力降低约50%。在未形成骨痂的情况下,术后16周下地行走,TC4材质应力达到852.7 MPa,出现屈服。结论在需要进行较大塑形的临床场景下,不适合厚度过大的接骨板,厚度大塑形后更易出现接骨板断裂问题,可指导临床基于塑形角度选择合适厚度接骨板,极端情况可选择植入填塞螺钉。建议临床固定锁钉时,避免打满螺钉的固定锁钉方式;骨折线两端各保留两个锁定孔不固定锁钉,生物力学效果最好。

高通量蛋白质结构生物信息学进展

本文总结了高通量蛋白质结构生物信息学的最新进展,包括结构数据管理、工具软件开发和结构数据挖掘三个主要方面。结构数据管理方面,得益于类AlphaFold系统的发展,蛋白质结构数据量实现爆发式增长,直接促进了压缩技术的升级,也吸引了研究者对结构数据管理的关注。工具软件开发方面,以Foldseek为代表的新算法实现了高速的结构比对,突破了结构分析的通量瓶颈,此外深度学习模型的大量应用从多个方面改进了基于结构的蛋白质功能注释。结构数据挖掘方面,研究者以组学思维处理结构大数据,在持续的探索中提炼分析要素、优化方法,并在新工具的帮助下推动着结构数据挖掘的进阶。随着高通量方法的发展,结构生物信息学有望在生命科学中发挥更重要的作用。

大学生生命教育的内涵解读、特性探析与路径优化

大学生生命教育拓宽了生命教育研究对象,它既是大学生自身健康成长的必然要求,也是高校人才培养和社会发展的客观需要。大学生生命教育是为了生命的教育,是有关生命的教育,是生命化的教育,具有目标导向性、内容广博性、理念超前性、方式多样性的特征,可通过融合多元教育元素、拓展教育平台与载体、结合后疫情时代背景与联动多教育主体打造有深度、有精度、有温度、有广度的大学生生命教育实施路径。

咬合负载对牙髓治疗磨牙的生物力学影响

目的垂直根折是导致牙齿根管治疗失败的重要原因之一,发病率超过10%。本研究旨在通过有限元建模仿真,探讨咬合力对健康和牙髓治疗过的下颌磨牙牙根应力的影响。方法使用CBCT扫描图像构建了下颌骨、牙骨质、牙周韧带,以及健康单根和牙髓治疗后的双根牙齿三维模型。系统地分析了在施加75 N垂直咬合力、近中或远中倾斜力的情况下,这些载荷对单根和双根牙齿的位移、牙根和下颌骨的最大主应力的影响。此外,还模拟了正畸切割,研究了3 mm或5 mm的平切和30°斜切对牙根潜在断裂风险的影响。结果在所有载荷条件下,根表面的颈1/3处的应力最大,而不是在根尖部位。对于牙髓治疗后的双根牙齿,近中倾斜力导致远中根受拉力,而远中倾斜力导致近中根受拉力。远中倾斜力产生的最大拉应力达到45.8 MPa。对同样的远中倾斜力,5 mm、30°斜切的双根牙齿会在牙槽骨引发应力集中,最大拉应力达5.4 MPa,超过了松质骨的极限拉伸强度。结论静态咬合力不会在根尖部位引起应力集中,从而不会在正常咀嚼负荷下导致根折。由近中和远中倾斜力引起的应力模式,可以帮助解释在未修复的健康磨牙中报告的垂直根折现象。30°斜切的双根牙齿可能导致牙槽骨极端负载和变形,这对牙髓治疗后的牙齿康复不利。

正常和夹层升主动脉组织各层的生物力学和微观结构性质对比

目的主动脉夹层疾病对主动脉血管壁各层的力学性质和微观结构的影响尚没有系统的研究。本文通过对比正常和发生A型夹层的人体升主动脉组织各层的力学性质和微观结构来探究该问题。方法从13例A型主动脉夹层患者和5例无主动脉疾病的供体中共采集了18个升主动脉标本。对每个升主动脉标本进一步分解以获得3个组织样本:主动脉壁全层、内膜-中膜层和外膜层。对每个组织样本进行双轴拉伸测试获得实验应力拉伸比数据,采用Fung-Type材料模型对实验数据进行拟合并计算组织硬度。采用Elastin Van Gieson染色和Masson染色来量化组织中弹性纤维和胶原纤维密度。采用统计分析以确定夹层主动脉和正常主动脉组织各层的力学和微观结构性质是否存在显著差异。结果在拉伸比为1.30时,夹层组内膜-中膜层样本的硬度在长轴方向上显著高于正常组(P=0.0068),而在其他方向或其他层组织中没有发现显著差异。尽管两组之间的弹性纤维或胶原纤维密度没有显著差异,但夹层组的所有3个组织层的弹性纤维密度通常较低,但胶原纤维密度较高。结论与正常主动脉组织相比,夹层主动脉组织中内膜-中膜层的弹性纤维密度较低,而组织硬度却较高,表明内膜-中膜层组织硬度可能是主动脉夹层的潜在生物标志物。