“黄金洗剂”逆转ESBLs+E.coli耐药性的体外实验研究

目的探讨中药“黄金洗剂”对产超广谱β-内酰胺酶的大肠埃希菌(ESBLs+E.coli)的体外抗菌效果及其逆转细菌耐药的部分机制。方法通过肉汤稀释培养法确定“黄金洗剂”对ESBLs+E.coli的最低抑菌浓度(MIC),然后应用改良Kirby-Bailer法分析“黄金洗剂”对ESBLs+E.coli耐药性的逆转效果,最后通过结晶紫染色分析生物膜形成能力和检测ESBLs酶活性来探讨“黄金洗剂”逆转细菌耐药的机制。结果“黄金洗剂”对ESBLs+E.coli的MIC为0.6 g/mL,其最佳抑菌条件是0.5 g/mL的药物浓度作用细菌24 h。此时“黄金洗剂”能够逆转细菌对第四代头孢菌素头孢吡肟的耐药性[(13.9±1.2)%],而对第三代头孢菌素头孢噻肟和头孢曲松的逆转率很低。进一步研究发现“黄金洗剂”能够逆转细菌耐药是因为该中药能够抑制生物膜形成,抑制ESBLs酶活性。结论“黄金洗剂”在0.5 g/mL条件下作用细菌24 h能够明显逆转细菌对头孢吡肟的耐药性,主要通过抑制细菌生物膜的形成和ESBLs的酶活性来实现。

加味黄连解毒汤逆转大肠埃希菌耐药性的试验研究

研究加味黄连解毒汤对超广谱β-内酰胺酶(ESBLs)大肠埃希菌耐药性的逆转作用及机制研究。用肉汤稀释法确定加味黄连解毒汤的最低抑菌浓度(MIC),以低于MIC的浓度,在不同时间下培养耐药大肠埃希菌,采用纸片扩散法测定其逆转效果;提取ESBLs,测定酶活性及含量;运用96孔酶标板结晶紫法测定并分析加味黄连解毒汤对大肠埃希菌生物膜形成的抑制作用。结果显示,0.5 g/L加味黄连解毒汤作用7 d,逆转效果最佳,可显著增大头孢吡肟的抑菌圈直径。加味黄连解毒汤可以抑制ESBLs的活性和含量(P<0.05)。加味黄连解毒汤能够抑制大肠埃希菌生物膜的形成,且呈时间和浓度依赖性。其中0.5 g/L的加味黄连解毒汤作用于产ESBLs大肠埃希菌7 d后,对生物膜形成的抑制率为31.5%。说明加味黄连解毒汤能够通过抑制ESBLs的活性和含量以及生物膜的形成,从而逆转大肠埃希菌耐药性。

3D打印定制式矫形鞋垫设计系统的实现与评价研究

根据3D打印技术特征和临床应用实际需求,研究3D打印定制式矫形鞋垫设计方法,开发相应的设计系统并进行性能评价。首先,通过鞋垫的参数化建模和足形-参数化模型间布尔差集运算,实现基于生物力学原理的全接触式矫形鞋垫的设计方法;在此基础上,建立以足压云图为辅助,进行包括自由修型、足弓和足跟杯调整在内的矫形设计的工具方法;通过压缩实验对柔性材料的3D打印微结构进行设计与评价。

单细胞测序研究进展及其在口腔医学中的应用

单细胞测序是指在单细胞层面对细胞内的物质,特别是遗传物质进行检测、识别和分析,其分辨率可以达到单分子水平。单细胞测序通过获取和分析基因组、表观组(包括DNA甲基化、染色体可及性和染色质拓扑学等)、转录组以及空间组等信息来定义细胞类型,深入研究细胞功能、细胞谱系、细胞迁移和转变以及其中的分子对细胞命运决定的影响等。近年来,为提高单细胞测序因噪声而受限的效用和研究组学之间的相互关系,单细胞测序从单一组学迈向多组学,被广泛应用于生命科学研究的多个领域,为其发展提供了强大的技术支持。

深度学习技术在口腔医学中的应用研究

深度学习技术拥有强大的特征提取和学习能力,已被证明在人工智能领域的多个前沿方向具有巨大潜力并受到广泛关注。本文回顾了该技术的一般概念及其在口腔医学各领域的应用,包括影像预处理、辅助诊疗和术后评估等多个方面,探讨了深度学习技术背景下,口腔医学变革的新方向。深度学习技术有效结合了先进算法与专家经验,有望在将来解决口腔临床医学领域的一些挑战性问题,为临床医生提供智能辅助方案和诊疗支持,为口腔疾病的个性化诊疗提供新的思路。

神经营养因子3-壳聚糖载体诱导神经干细胞分化为神经元的亚型及其电生理特性

背景:前期研究已证实神经营养因子3-壳聚糖载体可支持神经干细胞的存活和增殖,同时可高效诱导神经干细胞向神经元方向分化。目的:观察神经营养因子3-壳聚糖载体对神经元发育进程、发育各阶段电生理特性及发育成熟神经元亚型的影响。方法:取第3代新生大鼠脊髓神经干细胞,分4组培养:空白对照组加入神经干细胞培养基,壳聚糖组加入含壳聚糖的神经干细胞培养基,NT3组加入含神经营养因子3的神经干细胞培养基,NT3-壳聚糖组加入含神经营养因子3-壳聚糖载体的神经干细胞培养基。利用免疫荧光染色观察神经干细胞发育各阶段标志物表达情况,借助全细胞膜片钳技术评价神经干细胞发育过程中电生理特性的变化情况,利用免疫荧光染色观察神经干细胞分化21 d后中间神经元的亚型。结果与结论:①Nestin、DCX、Tuj1及MAP2免疫荧光染色显示,神经营养因子3-壳聚糖载体维持了神经干细胞池的稳态,并且通过加速神经母细胞的发育进程来促进神经元发育成熟;②全细胞膜片钳记录发育过程中的细胞发现,营养因子神经营养因子3和神经营养因子3-壳聚糖在发育早期对神经干细胞膜功能以及细胞膜上离子通道的发育成熟具有一定的促进作用,但是仅有神经营养因子3-壳聚糖可将这一优势维持到发育中后期,即分化后7-14 d;③免疫荧光染色显示,神经干细胞分化21 d后,NT3-壳聚糖组成熟神经元可表达运动神经元特异性标记物HB9、V1类型中间神经元FOXP1、V2类型中间神经元特异性标记物LHX3,以及调控机械性痛觉感觉中间神经元的特异性标记物VGLUT3;④结果显示,神经营养因子3-壳聚糖载体促进了神经干细胞向神经母细胞的发育,在发育早期对细胞膜功能及细胞膜上的离子通道发育成熟具有一定的促进作用,可诱导发育成熟的神经元亚型多样化。

转基因小鼠脊髓损伤后室管膜细胞的时空动态变化

背景:成年哺乳动物脊髓室管膜细胞损伤后表现出干/祖细胞特性。目的:利用Nestin和Foxj1转基因小鼠标记室管膜细胞,以便追踪室管膜细胞及其子代在成年小鼠脊髓损伤后的增殖分化命运。方法:对转基因小鼠T_(8)脊髓节段完全切除1 mm脊髓组织,术后1-7 d连续腹腔注射BrdU动态观察室管膜细胞,在脊髓损伤后不同时间点(3,7,14,28,56 d)借助BrdU,GFAP,Tuj1,NeuN免疫荧光染色,观察损伤区边缘室管膜细胞的遗传命运谱。结果与结论:①未损伤脊髓中,Nestin阳性的室管膜细胞处于静止状态;脊髓损伤后室管膜细胞被激活,第3天时在损伤区周围大量增殖;②在损伤后第28天,约3.3%Nestin阳性的室管膜细胞表达神经元标记物Tuj1;③在损伤后第56天,约25.7%Nestin阳性的室管膜细胞分化为星形胶质细胞并构成胶质瘢痕的核心,参与胶质瘢痕的形成;④通过检测室管膜细胞在脊髓损伤后的时空动态变化、增殖和分化特征,为理解脊髓损伤的病理过程提供理论依据,为脊髓损伤修复提供新的思路。

近红外荧光靶向探针用于前列腺神经血管束术中成像

目的:研究近红外荧光靶向探针ICG-NP41在大鼠体内实验中对前列腺周围神经血管束(neurovascular bundles,NVB)的成像效果。方法:构建近红外荧光靶向探针ICG-NP41,建立Sprague-Dawley大鼠(250~400 g)NVB体内成像的动物模型,利用本团队自主研发的近红外二区小动物活体成像系统进行大鼠体内试验,采用ImageJ及Origin对采集的图像进行处理,利用GraphPad Prism对荧光信号数据进行统计分析,定量计算探针用于NVB成像的信背比(signal to background ratio,SBR),探索有效的给药剂量及成像时间,并对成像结构进行石蜡病理切片及HE染色。结果:除对照组大鼠(n=2)外,两组尾静脉注射ICG-NP41的大鼠(n=2)均在给药后2 h、4 h后于NIR-Ⅱ荧光模式下拍摄到右侧NVB中的海绵体神经。给药后2 h和4 h,2 mg/kg组大鼠的海绵体神经在荧光模式下的平均SBR分别为1.651±0.142和1.619±0.110,均高于白光模式(1.111±0.036),但差异无统计学意义(P>0.05);4 mg/kg组大鼠的海绵体神经在荧光模式下的平均SBR分别为1.168±0.066和1.219±0.118,均高于白光模式(1.081±0.040),但差异无统计学意义(P>0.05)。给药后2 h和4 h,2 mg/kg和4 mg/kg组大鼠的海绵体神经在荧光模式下的平均SBR均高于对照组(SBR=1),2 mg/kg组的平均SBR均高于4 mg/kg组,差异均无统计学意义(P>0.05)。通过半高宽法测量神经的平均直径约为(178±15)μm。石蜡切片HE染色可见右侧盆腔大神经节。结论:近红外荧光靶向探针ICG-NP41能够用于大鼠前列腺周围NVB的术中实时成像,为根治性前列腺切除术中实时定位NVB提供了一种可供转化的有效手段。

液晶嵌段共聚物液相自组装体的结构调控

液晶化作用可作为一种外加驱动力,引入嵌段共聚物自组装体系中用以调控聚集体形成各向异性形貌。主链型液晶高分子刚性强,聚合难度大,而侧链型液晶高分子柔性间隔基可调,且适用于活性聚合,故侧链型液晶高分子嵌段共聚物的自组装行为获得了广泛的关注。本综述结合嵌段共聚物的液相自组装方法,从液晶基元种类、液晶相态以及功能化等方面总结了近年来侧链型液晶高分子嵌段共聚物溶液自组装体结构调控的研究与动态。最后,本综述总结了近年侧链型液晶高分子嵌段共聚物自组装相关研究工作的进展,并对其发展趋势进行了展望。

基于混联机构的多维力加载生物材料试验机

目的多数骨科植入物在人体内需要承受压力、扭矩、弯矩、剪切力构成的复杂载荷,在此多维力载荷下植入物所用生物材料的力学性能直接影响其服役功能和安全,而力学性能也是植入物结构优化和失效分析的重要依据。因此,在接近植入物复杂服役载荷下开展生物材料力学试验十分必要。目前,生物材料力学试验多采用单轴拉伸、剪切或扭转。

康复训练结合神经营养因子3-壳聚糖支架改善脊髓损伤大鼠骨骼肌形态和运动功能

背景:前期研究显示,神经营养因子3(neurotrophin 3,NT3)-壳聚糖可诱发脊髓损伤大鼠内源性神经发生和轴突再生,促进大鼠运动和感觉功能恢复。目的:观察康复训练结合NT3-壳聚糖活性生物材料支架对完全性脊髓损伤大鼠骨骼肌形态变化和功能恢复的影响。方法:将50只成年雌性Wistar大鼠随机分为5组,每组10只:假手术组不造模,其余4组制备T7-T8全切5 mm脊髓损伤模型,单损组造模后不进行任何干预,另3组分别给予康复训练、NT3-壳聚糖活性生物材料支架、NT3-壳聚糖活性生物材料支架结合康复训练干预,康复训练于造模后2周开始。造模前及造模后2,4,6,8,10,12周对各组大鼠进行开放场地的BBB评分;造模后12周,取后肢骨骼肌(胫骨前肌、腓肠肌、比目鱼肌)进行苏木精-伊红和乙酰胆碱酯酶染色,评定各组大鼠肌肉萎缩和运动终板的变化情况。实验方案经首都医科大学动物实验委员会批准(批准号为AEEI-2018-105)。结果与结论:①假手术组术后各时间点的BBB评分高于其他4组(P<0.05),NT3-壳聚糖结合康复训练组造模后8,10,12周的评分高于单损组、单损结合康复训练组、NT3-壳聚糖组(P<0.05);②造模后12周苏木精-伊红染色显示,造模4组的各骨骼肌肌纤维横截面积和直径小于假手术组(P<0.05),其中NT3-壳聚糖结合康复训练组各骨骼肌肌纤维横截面积和直径大于单损组、单损结合康复训练组、NT3-壳聚糖组(P<0.05);③造模后12周乙酰胆碱酯酶染色显示,造模4组各骨骼肌的运动终板乙酰胆碱酯酶平均吸光度值均低于假手术组(P<0.05),其中NT3-壳聚糖结合康复训练组高于单损组、单损结合康复训练组、NT3-壳聚糖组(P<0.05);④结果表明,康复训练结合NT3-壳聚糖活性生物材料支架植入能有效防止完全性脊髓损伤大鼠后肢骨骼肌肌肉萎缩,提高运动终板乙酰胆碱酯酶活性,减轻神经肌肉接头退变,改善大鼠后肢运动功能。

ACL重建手术增强现实导航系统的人机交互技术

为避免人机界面的多余信息给医生带来的“失控感”,以医生在手术中的认知模型为基础,提出了增强现实手术导航系统中的人机交互的准则。针对AR导航界面的多感官信息融合问题,提出基于eGOMS模型的人机交互范式。为客观评价AR导航系统的人机交互可用性,采用层次分析法构建人机交互的可用性评价指标体系,并采用模糊理论对AR导航系统的人机交互可用性进行综合评价。该系统的评价结果为较好,可以进行实际应用。

改良光化学栓塞法诱导缺血性脑卒中模型大鼠的病理变化

背景:大鼠光化学栓塞模型可以良好地模拟缺血性卒中,具有损伤脑区特异性、高重复性及低死亡率等优势,但光源的选择及玫瑰红注射浓度等多个条件都会影响造模的结果,需要后期进行细致的评估来确定造模的成功。目的:建立稳定、不易自发恢复的大鼠缺血性脑卒中模型,并探究卒中区域的病理变化及大鼠行为学变化。方法:雄性Wistar大鼠52只随机被分为假手术组6只、光化学栓塞组46只。光化学栓塞组取18只分别于大鼠股静脉注射20,40及80 mg/kg玫瑰红制作光化学栓塞模型,筛选出造模最佳的玫瑰红浓度;再对剩余28只大鼠进行光化学栓塞造模手术;假手术组大鼠不进行激光器定点照射及不注射玫瑰红染料。术后1 d利用TTC染色揭示在不同玫瑰红浓度注射下梗死范围的变化;对大鼠光化学栓塞后1,3,7,14 d运用NeuN染色观察梗死区域内神经元的死亡情况;Iba-1,GFAP,GLUT-1染色观察光化学栓塞后卒中区域炎症反应、胶质瘢痕及血管的变化;应用圆柱体实验及网格错误实验评价大鼠光化学栓塞后行为学的变化。结果与结论:(1)80 mg/kg的玫瑰红浓度引起的卒中腔体积最大,光化学栓塞模型重复性高,动物死亡率低,7 d可以形成较稳定的卒中腔;(2)光化学栓塞后在7 d可以形成相对稳定的胶质瘢痕带,但炎症反应在1-14 d逐渐加重;(3)光化学栓塞减少卒中腔附近的血管面积,并在14 d趋于稳定;(4)光化学栓塞后大鼠出现长期的感觉及运动功能下降;(5)结果表明大鼠光化学栓塞模型稳定良好,不易自发恢复,适合缺血性脑卒中病理变化的研究。

EVA手套在不同压力下的活动范围比较

为了研究航天员穿戴舱外活动(EVA)手套时活动范围的变化规律,在低压模拟舱中使用不同的手套充压条件,用摄像头提取了4种工况下12个手部关节设定动作的图像,通过标志点确定了特定关节角度,并测量了角度的数值,最后对数据进行了方差分析。结果表明:随着压力增大,压力对活动范围的影响越发显著;戴有压手套对掌指关节弯曲活动范围影响不大,而对近端指间关节和手腕的活动范围影响却很显著。压力对手套不同区域抑制作用并不完全一致,在未来的EVA手套工效学设计中,应更多地考虑除掌指关节之外其他关节的活动性。

基于F-P腔的激光频率稳定传递方法

量子传感的发展需要频率高度稳定的激光器为基础,且实现大失谐激光频率稳定通常是提高其精度和灵敏度的关键。针对大失谐激光稳频问题,提出了一种利用法布里-珀罗(F-P)腔传递激光频率稳定性的方法。以饱和吸收稳频法锁定的激光器频率为参考,基于锁相原理,锁定F-P腔长度。利用F-P腔长度这个稳定的参考点,实现目标激光器的频率的精确锁定。实验将目标激光器波长锁定于767. 001 nm,失谐频率为150 GHz,锁定后的频率漂移为1 MHz/h。该方法解决了激光大失谐稳频问题,对工程实践和科学研究有重要意义。

植介入生物材料的结构、力学特性与生物效应

伴随着人口老龄化社会日益增长的需求,植介入医疗器械领域创新活跃。植介入生物材料的结构、力学特性及其与细胞组织的相互作用关系是决定内植物成败的关键,其蕴含的科学问题也日益受到学界的关注。1生物材料的结构与力学特性、结构仿生与生物材料创新生物材料结构与其力学特性之间有密切关系。生物体在自然选择的过程中,演化出独特的结构和力学性质。通过模仿生物体的多级结构和材料合成过程,可形成一系列具有特殊力学性质的仿生生物材料。

植介入医疗器械的生物力学

作为植介入医疗器械的重要组成,骨固定器械、血管支架可修复人体组织/器官、恢复其功能。据统计,我国65岁以上人口中有7000万骨质疏松症患者,4000万骨性关节炎患者,需手术治疗的心血管疾病患者近1000万。随着人口老龄化社会到来,我国将成为全球最大的骨科、心血管等医用植介入器械消费市场。近年来,植介入医疗器械领域创新活跃,其中生物可降解材料由于其可降解吸收、可搭载药物、良好生物相容性等优势,越来越受到植介入医疗器械、组织器官修复与再生。

力学环境调控骨基质仿生矿化

骨缺损一直以来都是威胁人类生命健康的重要原因,人工仿生骨修复替代材料是目前治疗骨损伤最为有效、可行的解决途径之一。要研发人工骨仿生材料,必先构建体外仿生矿化体系,以研究天然骨基质的矿化机制。胶原是矿化发生的模板,其交联度、直径、渗透压和表面电荷等性质会直接影响矿化的进行。矿化发生的生化和力学环境对矿化过程的影响也十分明显,特别是非胶原蛋白和流体切应力。流体切应力是骨组织在微观环境下受到的最主要力学刺激方式,对骨骼生长、修复以及健康维护都具有重要意义。不同水平和加载方式的切应力对无定形磷酸钙向骨磷灰石的转化、胶原纤维的自组装和定向排列以及分层纤维内矿化的形成具有显著作用。本文总结影响骨基质矿化的因素及其作用机制,重点介绍流体切应力对胶原矿化的调控作用,并展望未来的发展方向。

智能传感在智慧城市中的展望

我们通过透过现象看本质的方法再次审视智慧城市,可以清晰发现这样一个事实,智慧城市是由"智能传感器"作为底层架构搭建起来的科技产业。因为没有智能传感器提供这些数据,我们就无法进行有效地分析数据,没有对大量数据的有效把控,那么建设智慧城市只能是"空中楼阁"。

2020年新型冠状病毒分子病理学研究及其药物和疫苗研发热点回眸

新型冠状病毒于2019年12月被发现以来,引发了严重的呼吸系统传染病疫情,并波及世界所有主要国家和地区。全球科学界迅速行动起来,对该病毒及其引发的疾病进行了广泛而深入的研究。得益于此前在严重急性呼吸道综合征冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒上的知识积累,针对新型冠状病毒的科研工作在2020年取得了丰硕的研究成果,特别是在分子病理学方面获得了很多透彻的认知,这些知识的获得又为针对新型冠状病毒的药物和疫苗研发奠定了基础。简要回顾了冠状病毒的研究历史,重点总结了新型冠状病毒的分子病理学研究要点,在药物研发方面兼顾现有药物的重定位和新型抗病毒药物的研发现状,在疫苗研发方面按类型总结各国目前比较成功的疫苗项目及其研发进展。