教学学术理念融入辐射防护医学实验教学——以“小鼠脾结节的测定”为例

结合教学学术理念,在辐射防护医学实验教学中开展了小鼠脾结节的测定实验教学研究。以教师为主导、学生为主体,设计了一套学生全程参与课前准备、课中实践操作、课后撰写实验报告,反思总结的实验教学流程,并配套设计了详细的考核要求及评分标准。结果表明,该教学模式效果较好,学生对理论课知识的理解程度更高,实验课中学生的参与度和积极性较往届有所提高。将教学学术理念融入实验教学,既提升了学生全面分析问题、解决问题的能力,又为后续教学改进提供宝贵的参考依据。

辐射防护医学教学案例库建设研究

辐射防护医学是为医学门类专业开设的一门军事医学必修课程,对于培养高素质专业化新型军事医学人才具有重要意义。学生普遍反映课程内容抽象、概念复杂,不易理解和掌握,兴趣不足。以往教学过程中针对案例缺乏系统设计,存在引用质量不高、不贴合教学等问题。案例库的构建和运用能有效弥补现有教学方式的不足,根据课程实际需求,系统性收集相关案例,按照不同方面对案例进行梳理分类,分为五个模块编写案例库,涵盖了教学过程中所需的案例素材。辐射防护医学案例库的建设实现了案例与教学的深度融合,使学生以更为直观的方式理解掌握教学重难点,有助于激发学生的学习兴趣和课堂参与度,提升了辐射防护人才的培养素质。

加强辐射剂量基础的核应急医学救援的教学改革实践

开展核应急医学救援的继续教育培训是核应急安全准备工作的重要环节,其中辐射剂量基础是核应急医学救援继续教育培训课程体系中的重要支撑,而传统的课程体系中辐射剂量基础内容涉及较少,以致学员对核素体表污染、剂量监测与评估及辐射卫生防护中的剂量标准掌握较为薄弱,影响了伤员分类及分级救治等重要应急模块的培训效果。文章结合参训学员的学情特点,在原有课程体系教学内容基础上,从理论和实践两方面加强了辐射剂量基础的教学。在教学实施过程中针对学生的专业特点,简化了理论推导,采用多样化教学方式,调动了学员积极性。经改革实践发现,学员核应急医学救援的训练水平明显提升,达到了“培养扎实专业知识和综合应用能力为一体”的核应急医学继续教育学员的课程目标。

电磁场暴露中实验动物的热剂量学研究

本文开展了电磁暴露下实验动物的热剂量学特征研究。基于生物热方程和数字化三维大鼠模型建立了电磁剂量和热剂量仿真环境,评估了比吸收率、代谢率和边界条件对温度分布及变化的影响。结果表明:核心温升随全身平均比吸收率(WBASAR)增加而增加;在WBASAR值为4 W/kg的电磁波照射下,中脑和睾丸因趋肤效应具有较高的比吸收率值,导致器官组织的温升明显高于核心温升;在WBASAR值为0.4 W/kg的电磁波照射下,代谢和外界环境突变引起的浅层器官温度变化可达到1℃,远高于核心温升值。在实验评估中,头部和睾丸等靶器官是关键的热剂量评估对象;在实验设计中,需合理规范实验条件,降低代谢率和热边界条件对热剂量的影响。本研究为生物电磁学实验设计及效应研究提供热剂量学评估基础。

1~6 GHz多频复合微波辐射对小鼠焦虑样行为的影响

目的:研究不同功率密度的1~6 GHz多频复合微波辐射对小鼠焦虑样行为的影响,并初步探讨其海马相关神经机制。方法:56只成年雄性BALB/c小鼠随机分为四组:假辐照组(sham)和不同功率密度照射组(分别为1、5、10 mW/cm^(2)),照射组采用多频(1.8、2.6、3.5、4.9、5.8 GHz)复合微波辐射,每天1 h(每个频点12 min),连续照射1周。采用旷场实验及高架十字迷宫实验检测小鼠焦虑样行为;通过HE染色观察小鼠海马组织学变化;通过高分辨液质联用技术检测小鼠海马组织内单胺类神经递质的含量。结果:各组小鼠体表温度及体重均无明显改变。在旷场实验中,与sham组相比,10 mW/cm^(2)组小鼠中央区进入次数显著降低(P<0.05),其余组无明显变化。高架十字迷宫实验中,与sham组相比,10 mW/cm^(2)组小鼠开放臂进入时间百分比显著降低(P<0.05),其余组无明显变化。HE染色结果显示,与sham组相比,各照射组小鼠海马CA3区均有不同程度的损伤,且损伤程度随着功率密度的增加而加重。神经递质检测结果显示,与sham组相比,10 mW/cm^(2)照射组小鼠海马组织内5-羟色胺(5-HT)含量显著下降(P<0.05),其余组无明显变化。结论:功率密度为10 mW/cm^(2)的1~6 GHz多频复合微波辐射照射1周后可导致小鼠发生焦虑样行为,可能与海马组织CA3区结构损伤及5-HT神经递质含量降低有关。

邻近布局引起实验动物电磁剂量变化的仿真

针对多频点、大样本量生物电磁暴露系统中剂量差异特征不明确的问题,采用生物电磁仿真软件Sim4Life建立了4种对比仿真环境,仿真频率点为1.8 GHz、2.4 GHz、3.6 GHz和5.8 GHz,对实验小鼠的散射电场和全身平均比吸收率(Whole body average specific absorption ratio,WBASAR)进行了仿真计算及分析。结果表明:受到电磁散射的影响,邻近布局中实验动物的WBASAR值随空间分布变化,变化规律与激励电场的分布趋势相似;激励电场是引起WBASAR值变化的主要因素。此外,WBASAR值的变化还受到频率的影响,高“身体尺寸-波长”比值抑制WBASAR值的变化。针对实验动物的电磁剂量变化特征,提出了降低群体剂量不确定性的设计建议。本研究为生物电磁实验平台的设计提供了剂量评估基础。

300 kg TNT对绵羊毁伤效应的评估

目的评估300 kg TNT药柱静爆后对不同距离范围内绵羊的毁伤情况并探究致伤规律,为药柱生物毁伤效应评估及防治救护提供依据。方法将14只绵羊随机编号后布放于距TNT药柱不同距离的左右两侧(17.0、20.0、23.5、27.0、33.5、40.0、53.5 m),静爆后现场观察绵羊的存活状况、受伤情况、解剖后组织器官损伤情况,并根据相关标准综合评估伤情。结果绵羊现场死亡率为14.3%,现场死亡边界为23.5 m,随离爆点距离增加,绵羊所受损伤减小、伤情减轻。静爆后绵羊主要受损的组织或器官为耳鼓膜、肺、气管、肢体和心脏。结论TNT静爆对绵羊的损伤随离爆点距离增大而减小。损伤形式主要为由冲击伤、破片伤共同构成的复合伤,肺、心的损伤是绵羊死亡的主要原因,应增强爆炸前对肺、心器官的防护。

五倍子酸对60Co-γ射线辐照人肠上皮细胞的防护效应研究

目的 研究中药五倍子的有效成分五倍子酸(GA)对电离辐射诱导人肠上皮细胞(HIEC)损伤的防护作用及机制初探。方法 以4 Gy 60 Co-γ射线辐照HIEC细胞,建立细胞辐射损伤模型,采用细胞计数试剂盒-8(CCK-8)法观察不同浓度GA分别作用12、24、48 h后的细胞毒作用,以及GA对受照HIEC增殖能力的影响;平板克隆实验,观察GA对受照HIEC克隆形成能力的作用。酶联免疫吸附法(ELISA)检测GA对受照HIEC的超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)、谷胱甘肽(GSH)活力的影响;Western-Blot法检测GA对受照HIEC的G1/S-特异性周期蛋白Cyclin D1和细胞周期素依赖性激酶CDK4的表达的影响,以探讨GA对受照HIEC防护作用机制。结果 研究显示:① GA作用12 h,可以促进HIEC细胞的生长( P <0.05),但随着作用时间的延长以及GA浓度的增加,GA对HIEC细胞的生长表现出一定的毒性作用。② 4Gy的 60 Co-γ射线照射下,1、10、20 μmol/L的GA预处理能显著促进HIEC的细胞克隆形成率升高( P <0.05)。③相同实验条件下,1、 20 μmol/L 的GA预处理能显著升高受照HIEC的细胞增殖力( P <0.05)。④同样实验条件下,1、10、20 μmol/L的GA预处理能显著升高HIEC的细胞SOD活力( P <0.05);10 μmol/L的GA预处理能显著升高GSH活力( P <0.05);1 μmol/L的GA预处理能显著升高细胞周期蛋白D1(Cyclin D1)和周期蛋白依赖性激酶4(CDK4)的水平( P <0.05)。结论 本实验条件下GA能一定程度上减轻 60 Co-γ射线所致HIEC损伤,其作用机制可能与GA降低γ射线引起的脂质过氧化并减轻细胞周期阻滞有关。

电磁脉冲引起人体血脑屏障开放的生物电磁剂量学

目的:对电磁脉冲引起人体血脑屏障开放的生物电磁剂量学进行研究。方法:基于典型暴露平台建立人体脑部剂量学研究环境,利用三维数字化人体模型并结合电磁仿真方法对生物电磁剂量进行仿真评估。结果:头部中心的电场峰值为1.49 kV/m,与激励电场相比衰减41.6 dB;鼻尖皮肤表面处空气中最大电场幅值为1795 kV/m;一次脉冲下头部空间的平均吸收率为4.16×10^(-8)J/kg;重复频率1 000 s^(-1)的极端条件下的头部平均比吸收率为4.16×10^(-5)W/kg。结论:局部高强度电场是临床应用中重要的安全隐患,需要结合血脑屏障开放的量效关系研究抑制局部高强度电场的手段,本研究的人体脑部生物电磁剂量数据可用于临床效应的可行性评估。

去泛素化酶UCHL5对小鼠空间学习记忆能力的影响

目的利用泛素羧基末端水解酶L5(UCHL5)脑部基因敲除小鼠模型,研究UCHL5对空间学习记忆功能的影响。方法使用CRISPR/Cas9技术构建UCHL5脑部条件敲除小鼠。选择4月龄及以上的UCHL5脑敲除小鼠与野生型小鼠各16只。他莫昔芬腹腔注射连续5次,隔日1次,建模成功后采用Western blotting方法鉴定小鼠脑组织UCHL5表达水平。利用Morris水迷宫实验检测UCHL5敲除对小鼠空间学习记忆能力的影响。结果Western blotting实验结果表明UCHL5蛋白在敲除小鼠脑组织中表达缺失。UCHL5敲除影响小鼠空间学习记忆能力,定位航行实验结果显示UCHL5脑敲除小鼠的平均潜伏期长于野生型小鼠,在训练第1、3日平均潜伏期延长,但差异无统计学意义(P=0.403,P=0.067),在训练第2、4、5日平均潜伏期均明显延长(均P<0.05);空间探索实验结果显示UCHL5脑敲除小鼠在目标象限时间占比明显低于野生型小鼠[(7.71±0.81)%vs(9.60±0.51)%,P=0.042];UCHL5脑敲除小鼠的游泳总路程大于野生型小鼠[(7500.92±14.35)cm vs(6034.48±17.10)cm,P<0.001]。结论UCHL5的表达水平影响小鼠空间学习记忆能力。

微波辐射致生殖功能损伤及其治疗的研究进展

随着微波技术在军事、通信、交通、医疗及工农业生产等诸多领域中的广泛应用,其为生产生活带来便利的同时,也对人类健康存在着潜在威胁。已有研究表明,生殖系统是对微波辐射最为敏感的靶位之一,其微波损伤效应及治疗受到广泛关注。本文从流行病学调查和动物实验两方面,主要围绕损伤效应、机制和治疗方法等内容,对近年来国内外有关微波辐射对生殖健康的影响及其治疗的研究进行综述,旨在为今后微波辐射生殖损伤效应及其治疗的研究提供建议和参考。

X射线胸部照射对小鼠精子发生的影响

目的探讨X射线胸部照射对雄性成年小鼠精子发生的影响。方法将24只健康雄性成年C57BL/6小鼠(6~8周龄)按照随机数表法分为X射线照射组(Radiation)和假照射组(Sham),每组12只。胸部照射面积为1.5 cm×2 cm,剂量率3.04 Gy/min,8 Gy/d,连续照射3 d,总剂量24 Gy,于照射后第7天和第21天取材。剥离双侧睾丸,计算睾丸系数;HE染色法观察睾丸组织形态,并测量生精小管直径和生精上皮厚度;游离附睾尾中的精子用于统计精子数量;TUNEL和Western blot分别检测睾丸组织凋亡及凋亡相关蛋白水平变化,ELISA检测睾丸内干细胞因子(SCF)和胶质源性神经营养因子(GDNF)的水平。结果与假照射组相比,照射组小鼠的睾丸和附睾组织形态结构严重破坏,生精小管直径在照射后第21天,生精小管直径减小,差异有统计学意义(t=8.93,P<0.05),生精上皮厚度在照射后第7天和第21天均明显减小,差异有统计学意义(t=4.24、12.77,P<0.05),精子数量减少,差异有统计学意义(t=4.30、2.98,P<0.05);生精小管内TUNEL阳性细胞数在照射后第7天和第21天显著上调(t=-2.73、-3.74,P<0.05);睾丸内Cleaved Caspase-3蛋白水平在照射后第7天和第21天也显著上调,差异有统计学意义(t=-2.96、-2.46,P<0.05);睾丸内SCF和GDNF水平在照射后第7天无明显改变,在照射后第21天均显著上调(t=-10.46、-5.42,P<0.05)。结论本研究条件下X射线胸部照射可损伤雄性成年小鼠精子发生障碍,其机制可能与生精细胞凋亡增加和支持细胞分泌功能紊乱有关。