聚乳酸-羟基乙酸共聚物/硅酸钙三维多孔骨组织工程支架的构建与性能

背景:目前的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA)支架材料存在降解产物呈酸性、力学性能低、孔隙率低、孔径小、孔隙之间的连通率不佳、支架的几何形状不易控制等缺陷。目的:构建具有三维连通多孔结构的PLGA/硅酸钙骨组织工程支架材料,测试其体外降解性能、力学性能及生物相容性。方法:先通过乳液溶剂挥发法制备PLGA/硅酸钙多孔复合微球,3D-Bioplotter制备PLGA三维多孔支架,然后采用低温融合技术将微球与支架结合,制备PLGA/硅酸钙复合多孔支架。检测PLGA/硅酸钙多孔复合微球与PLGA微球的组成成分、形貌及降解性能,检测PLGA三维多孔支架与PLGA/硅酸钙复合多孔支架的形貌、孔隙及压缩强度。分别采用PLGA/硅酸钙多孔复合微球与PLGA微球浸提液,含PLGA三维多孔支架与PLGA/硅酸钙复合多孔支架的培养液培养小鼠骨髓间充质干细胞,1,3,5 d后检测细胞增殖活性。结果与结论:(1)微球形貌及降解性能:硅酸钙组分的加入,有助于PLGA微球形成表面规则孔结构和内部空腔结构,以及提高PLGA微球降解的pH值;(2)支架结构:PLGA/硅酸钙复合多孔支架的纤维直径与支架孔径均小于PLGA三维多孔支架;(3)支架孔隙:PLGA/硅酸钙复合多孔支架的孔隙率与平均孔径均小于PLGA三维多孔支架;(4)支架力学性能:PLGA/硅酸钙复合多孔支架的压缩强度与压缩模量高于PLGA三维多孔支架(P<0.05);(5)细胞相容性:骨髓间充质干细胞在两种微球浸提液和两种支架上的生长状况良好;(6)结果表明:PLGA/硅酸钙复合多孔支架具有良好的体外降解性能、力学性能及生物相容性。

医用生物陶瓷的功能性生物适配机制及应用

为了获得满意的临床疗效,优质医用生物陶瓷应该具备怎样的性能一直困扰着广大研究者。自20世纪90年代以来,作者团队致力于研发医用生物陶瓷,从基础科学研究到成果转化,再到临床应用,积累了丰富的研究和应用经验,相继提出了“生物适配”和“精准生物适配”理论。本文围绕“医用生物陶瓷(磷酸钙类材料)的功能性生物适配”这一主题分享本团队的学术研究成果和临床应用经验,从结构适配、降解适配、力学适配、应用适配等四个角度,结合骨科临床应用背景,探讨如何实现其生物适配和设计制造的有效衔接,旨在为医用生物陶瓷的设计、制造、监管和应用提供依据和建议。

快速成型制备凝胶支架在组织工程中的应用及进展

对于组织工程而言,如何将种子细胞、细胞外基质和生物刺激信号这3大要素完美结合,对于植入体的植入成败至关重要。对于解决这一关键问题,器官打印或组织打印作为一种新兴的制备组织工程支架的技术,具有巨大的应用前景。这种技术可以将包载生物活性因子(细胞及其他生物活性刺激信号)的凝胶层层组装,得到精确的三维结构,并可控制生物活性因子的打印位置。而凝胶材料因其高含水率、优异的细胞相容性及可控的降解速率等性能,成为最有应用前景的生物打印材料。另一方面,通过快速成型技术这一强大的工具,可以制备得到具有精确内外结构,并包载多种活细胞或其它生物因子(生长因子、基因等)的组织工程支架。然而,并非所有的快速成型方法均适用于凝胶成型。简单总结了可用于制备包载细胞凝胶支架的快速成型方法,进一步讨论了每种方法可用的凝胶材料类型。凝胶材料较低的力学性能是限制其在生物打印方面应用的一个重要缺陷,关于这一问题及改进的方法也做了初步讨论。

EEG-fNIRS技术在神经精神疾病研究中的应用进展

通过脑电图(EEG)、功能近红外光谱成像(fNIRS)、功能磁共振成像对神经精神疾病已经开展广泛的研究与应用。近年来随着技术的不断发展,EEG与fNIRS的同步采集设备被开发且逐步应用于神经精神疾病的研究中。本文首先对EEG-fNIRS设备的同步检测与数据分析技术进行简要概述,总结脑卒中、癫痫以及其他神经精神疾病研究中EEG-fNIRS的分析方法与最新发现,并探讨研究的发展方向。

口腔硬组织修复材料仿生设计制备和临床转化

口腔疾病几乎涉及到每个个体,严重影响人民健康和生活质量,已经成为制约国民经济发展和社会资源积累的重要问题。牙齿和颌骨是行使口腔功能和支撑外貌轮廓的重要结构基础。小范围牙齿缺损可能引发牙本质过敏症,大范围缺损则会导致牙齿形态和功能破坏,而牙齿缺失常造成牙槽骨吸收低平,不利于后续修复。临床上牙本质过敏症治疗手段非常有限,以牙本质小管封闭为主,其效果不佳且易复发;材料充填是牙体缺损治疗的主要手段,但现有材料与牙齿力学性能匹配差,界面结合不足,修复体寿命短;而牙槽骨低平的垂直骨增量则是世界性难题。究其原因,是缺乏对牙齿微观结构及其构效关系的深入解析,缺少对牙槽骨再生微环境的深入认识,导致材料设计忽视了从微观结构功能仿生到宏观效果实现的协同考量。因此,发展牙齿/颌骨结构与功能高度仿生的修复材料新技术与临床新策略是目前口腔医学研究的重要战略方向。

激光选区熔化技术及其在个性化医学中的应用

激光选区熔化是一种精密金属增材制造技术,可以成形任意复杂的功能零件。个性化医学用品需要具有个性化的几何外形和良好的生物性能,为了探究激光选区熔化在个性化医学用品中的应用,采用Di Metal系列激光选区熔化设备成形医用金属材料如316L不锈钢、Co Cr Mo合金、Ti6Al4V,并对医用金属材料成形致密度、成形力学性能和几何结构成形性进行了研究。通过个性化设计和Di Metal系列激光选区熔化设备,设计与制造了个性化牙冠、舌侧正畸托槽、手术模板、全膝置换股骨远端假体、股骨近端假体、颅骨修复体等医学用品。研究证明Di Metal系列激光选区熔化装备、工艺可用于个性化医学用品的快速制造,这为个性化医学用品的快速响应设计与制造提供了一种新的手段。

功能性LDI硬段医用可降解聚氨酯的合成与性能

以聚己内酯二醇为软段、赖氨酸二异氰酸乙酯为硬段和异山梨醇为扩链剂,用二步逐步聚合法合成了医用可降解的聚氨酯。利用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)对合成的聚合物进行了表征。FT-IR和1H-NMR结果表明,生成的聚合物的结构是典型聚氨酯的结构;GPC结果显示,材料的数均分子量为5.5×104,分布指数为1.64;XRD和DSC结果表明,合成的PU具有部分结晶,在42°附近有结晶熔融峰;材料的拉伸断裂伸长率达到800%多,表现出优良的弹性。聚氨酯的酶解结果证明材料可以降解,但降解速度较慢,且降解液呈弱碱性。而PU材料相容性实验结果表明,材料没有毒性,具有良好的生物相容性。

壳聚糖/聚丙烯酸即型凝胶治疗兔眼干燥症角膜组织的病理学变化

背景:壳聚糖具有可再生、来源广、易降解及生物相容性好等特点,是一种潜在的制备即型凝胶的良好原料。目的:观察壳聚糖/聚丙烯酸即型凝胶修复兔眼损伤角膜组织的效果。方法:制作兔眼表干燥缺损症状模型,14d后随机分组:实验组在兔眼表用壳聚糖/聚丙烯酸即型凝胶进行治疗,3次/d;对照组不用药。结果与结论:经壳聚糖/聚丙烯酸即型凝胶治疗28d后的兔角膜上皮超微结构趋于正常,上皮细胞排列完整紧密,上皮细胞剥脱所形成的缺损区已被新生上皮细胞覆盖,细胞排列较规则,水肿情况少见,上皮细胞微绒毛和微皱襞明显增多,即上皮干燥缺损病症得到修复。以上结果表明,壳聚糖/聚丙烯酸即型凝胶可修复眼表干燥缺损角膜上皮组织。

基于X射线衍射的香兰素快速检测技术研究

婴幼儿非母乳喂养时奶粉是摄取营养的主要制品,“三聚氰胺”、“香兰素”等添加剂安全事件的频频发生,引起全社会的高度关注。如何快速检测并高效识别奶粉中的不良物质,是国内外乳制品安全领域的研究热点,对保障婴幼儿成长健康具有十分重要的现实意义。由于淀粉和香兰素的红外和拉曼光谱均存在大量的吸收峰,基质与添加物的光谱信号重合区域广信噪比低,谱峰重叠干扰严重,仪器越灵敏检测筛选的难度越大。研究基于X射线衍射(XRD)建立了适用于食品添加剂香兰素的无损快速、高灵敏度检测方法,食品乳制品中的淀粉、蛋白质等基质材料在XRD下均不具有复杂的衍射花样,基于XRD的香兰素快速检测方法消除了食品乳制品中各类基质的背景干扰,结合XRD图谱的指纹特性对香兰素的掺杂进行快速鉴别和定性识别检测。结果表明,掺杂香兰素后衍射图谱13.03°出现明显尖锐的衍射峰,峰形好,响应值高,该衍射峰是快速检测香兰素是否存在的特征指纹峰。XRD法快速检测香兰素采用直接进样、精细扫描,在去除基质影响的同时,相对于气相色谱法、电泳法,该方法更加方便、快速,定性确认更准确,结果可靠,适用性强。香兰素晶体衍射峰明显,结构稳定,同时制样简单,极大地缩短了检测时间。本研究中香兰素最低掺杂量为202μg·g^(-1),可用于市售加香食品中香兰素的含量的快速检测,灵敏度可满足建议限量和超量掺加的检测需求。

EDC/NHS交联胶原基牙周组织引导再生膜材料的研究

采用胶原材料制备了一种密实-疏松双层结构的牙周引导再生膜材料.为改善再生膜材料的物理化学性能,采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为交联剂对膜材料进行交联,考察了不同交联剂质量浓度对膜材料物理化学性能的影响,并通过差示扫描量热分析仪(DSC)、扫描电镜(SEM)、吸水率测试、膨胀动力学分析、抗酶解性能分析等手段对膜材料交联前后的结构与性能进行了研究.结果表明,以EDC/NHS为交联剂,在pH为5.5、EDC质量浓度为5 g/L、交联时间为24 h的条件下,引导再生胶原膜材料的综合性能达到最佳,进一步提高交联剂的浓度,材料物理化学性能的变化并不明显.采用EDC/NHS交联后,可显著改善再生膜材料的物理化学性能.交联后膜材料的变性温度和抗酶解性能显著提高,并且维持了密实-疏松的双层结构.

深度学习算法在脑年龄预测中的应用进展

脑年龄预测的研究对于深入理解个体神经发育、神经精神性疾病的早期诊断以及制定个性化治疗方案具有重要意义,随着深度学习的不断发展,越来越多的研究专注于利用此类算法来预测脑年龄。相较于传统回归算法,深度学习具备复杂模式学习、端到端学习和高度自适应性等优势,能更准确地揭示神经精神疾病的神经病理机制,为临床评估、辅助诊断以及预后预测提供更为精准的工具。本综述提供了近年来深度学习算法在脑年龄预测研究方面的应用进展,介绍了在脑年龄预测中深度学习模型的改进、多模态数据输入和可解释性研究上的进展,最后讨论了集成深度学习架构的建立方法和制定统一的基准测试的未来挑战,并展望了深度学习在脑年龄预测中的应用前景。

硬组织修复材料的骨再生机理研究

传统硬组织修复材料由于在组成及结构上与人体骨组织存在较大差异,植入体内后的骨组织修复过程基本上是一种被动的"充填"过程,且材料的降解速度与新骨形成速度不匹配,难以达到真正的"生物性融合",严重制约了该类材料在骨科临床的推广应用。因此,设计与制备具有"主动修复功能"和"可调控生物响应特性"的第3代新型硬组织修复材料已成为当前骨科临床的新需求和未来的发展方向。介绍了硬组织修复材料的骨再生机理研究方法,综述了硬组织修复材料与宿主防御和骨再生及宿主微环境对材料与宿主细胞相互作用的研究现状。指出硬组织修复材料植入体内后所发生的序列事件可能通过表观遗传修饰使得基因表达受材料本身和宿主微环境等因素的调控,提出新型硬组织修复材料研究中存在的问题和发展趋势。

大学应努力承担建设国家文化软实力的历史使命

我国自古以来,就十分强调文化软实力在治国理政中的重要作用,通过文化软实力建设,一方面为国家和人民提供强大的精神动力、有力的智力支持和坚强的思想保证;另一方面也有助于提升国家和人民的凝聚力和创造力。当前,在我国全面建设小康社会、实现中华民族伟大复兴的关键历史时期,加强文化软实力建设,无疑具有十分重要的战略意义。大学作为国家和民族文化传承的重要组织,要努力承担建设国家文化软实力的重要历史使命,努力发挥自身作为国家文化软实力的思想库、传播源和国际交流的窗口作用,促进国家文化软实力的不断提升。

基于动态脑功能连接分析的神经精神疾病研究进展

阐释了用不同的神经影像数据构建脑功能连接网络的方法,介绍了滑动时间窗算法、小波变换法、同步似然性算法3种动态功能连接算法,综述了动态脑功能连接分析在各种神经精神疾病尤其是精神分裂症、重度抑郁症和阿尔茨海默病中的研究与应用进展。分析了动态脑功能连接研究存在的问题与局限性,指出了结合可靠性检验、机器学习等方法将大大开拓其对神经精神疾病的研究。

异腈单体的聚合及在功能高分子材料制备中的应用

作为一类重要的三键单体,异腈单体的聚合可产生含氮原子的新型聚合物,并赋予其特殊的功能和应用,因而这一领域的研究引起了越来越多的关注并已经取得了长足的进展。但是,目前鲜有文献对该领域进行较全面的综述。本专论较系统地总结了近年来基于异腈单体的单组分、双组分以及多组分聚合反应,并较详细介绍了其在制备光电和生物等功能高分子材料方面的应用,最后对其未来可能的发展方向进行了展望。

我国医学人工智能软件及其测试技术发展概况

医学软件测试是评估医学软件功能及性能的主要技术手段。近年来,随着人工智能(Artificial Intelligence,AI)技术在医学领域的广泛应用,医学AI软件不断更新,其覆盖高算力、数据量大、模型复杂,而传统医学软件测试技术已不能满足相关需求,从而导致医学AI软件测试存在效果不佳、审评审批进展缓慢等问题,严重制约产业及其行业的发展。与传统医学软件测试技术相比,医学AI软件测试技术能够针对医学AI软件关键检测内容及性能指标,有效提高医学AI软件的检测效率。本文概述医学AI软件的发展现状,并与传统医学软件进行对比,总结现有医学软件测试技术,对医学AI软件测试技术的研究进展和不足之处进行综合分析,同时对医学AI软件发展面临的挑战及问题进行展望,旨在为医学AI软件测试技术的发展提供一定的理论基础。

引导性组织再生材料的研究进展

牙周病是人类最常见的口腔疾病之一,是成年人失牙的最主要原因。近年来,随着引导性组织再生(guided tissue regeneration,GTR)技术的建立和发展,GTR材料为治疗牙周病提供了一种有效的手段,同时也成为生物医用材料领域的研究热点。文章针对近些年来GTR材料的发展情况,综述了目前GTR材料的主要种类,阐述了GTR材料的作用原理,并根据植入性组织工程材料的要求,针对目前GTR材料存在的缺点提出了相应的改进方法,展望了GTR材料的发展趋势。

经济特区的技术创新扩散效应研究——来自广东的经验证据

在广东省域范围内,采用空间计量模型,发现广东各个经济特区存在显著空间溢出效应,经济特区创新指数增长1%,将带动广东其他非经济特区创新指数增长1.02%。最后从科技创新平台建设、科研管理制度改革、研发经费投入和国际科技合作四方面提出推动经济特区技术创新发展的政策路径。

自动康复评定方法在脑卒中运动功能评定中的应用

自动康复评定方法依靠各种传感器对脑卒中患者的运动功能进行自动评分或分级,在评定过程中尽量减少甚至无需医师参与,具有评定流程少、评定时间短、评定效率高的优点。本研究概述了自动康复评定的基本原理和一般流程,根据评定的不同角度将自动康复评定方法分为基于运动捕捉技术、神经生理信号和多信息融合3类,从评定原理、传感器、评价指标等多方面总结近年来的研究进展,并分析了自动康复评定方法目前存在的一些难点。

耳机式物联网血氧监护系统的设计

分析远程医疗在应对突发公共卫生事件时,快速优化基层医疗资源配置的能力,设计基于蜂窝物联网通信的血氧监护系统。相比于传统医用血氧检测仪器,具有可穿戴、低成本、易操作的优势,更适应基层快速检测或用户居家监测的场景。创新设计了入耳式耳机检测模式,可同时测量体温数据,并通过窄带物联网传输到数据库,积累的数据能够为诊疗提供个性化的追踪记录。