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应用数学和力学 2024年第6期45卷 649-650页

作者：刘少宝韩玉龙林敏南京航空航天大学航空学院南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部南京航空航天大学西安交通大学西安交通大学生命学院

随着国家航空航天强国战略，如高超音速飞机、可重用天地往返飞行器、空间站、国家太空实验室、月球国际科研站等载人航空航天工程计划的实施．航空航天乘员的大脑等器官会受到高/低温、过载/失重、冲击、噪声、超声波等各种各样非常规...

随着国家航空航天强国战略，如高超音速飞机、可重用天地往返飞行器、空间站、国家太空实验室、月球国际科研站等载人航空航天工程计划的实施．航空航天乘员的大脑等器官会受到高/低温、过载/失重、冲击、噪声、超声波等各种各样非常规载荷甚至极端载荷的影响，严重制约着国家重大战略工程的实施．此外，随着中国人口老龄化趋势的加剧，脑功能性疾病(癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病、脑卒中等)的患病率也在逐年上升，超越心血管疾病和癌症患者数量，成为主要的致残和致死原因之一，严重威胁我国人民的生命健康．

关键词：

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持续性高过载下人脑的多孔弹性响应

应用数学和力学 2024年第6期45卷 691-709页

作者：田金刘少宝卢天健徐峰西安交通大学第二附属医院西安710061 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安710049 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室南京210016

航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维... 详细信息

航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维多层结构模型,推导了脑组织的多孔弹性控制方程、状态量传递矩阵,利用La-place变换及其逆变换,得到了颅内液体压力、颅内液体渗流速度、脑组织有效应力、脑组织位移的时空分布.结果表明,颅内液体渗流对脑组织在持续性高过荷下的响应有显著影响.该文强调采用多孔弹性本构描述脑组织力学行为的适切性和必要性,为极端载荷条件下人脑生物力学响应研究提供了重要的理论见解.

关键词：脑组织力学响应持续性高过载多孔弹性本构

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润湿性对脑白质水力渗透率的影响

Acta Mechanica Sinica 2024年第2期40卷 244-258页

作者：苏丽君雷杰超李振兴马驰原刘少宝 State Key Laboratory of Mechanics and Control for Aerospace Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing210016China MIIT Key Laboratory of Multifunctional Lightweight Materials and Structures Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing210016China Department of Neurosurgery Jinling HospitalAffiliated Hospital of Medical SchoolNanjing UniversityNanjing210002China

脑白质可被视为由神经轴突和组织液组成的周期性多孔介质,其水力渗透率反映了组织液在细胞外空间流动的阻力,在水分子运输和药物传递中起着关键作用.细胞外空间的典型宽度为纳米级,组织液流动是具有微尺度的润湿性问题,然而润湿性对渗... 详细信息

脑白质可被视为由神经轴突和组织液组成的周期性多孔介质,其水力渗透率反映了组织液在细胞外空间流动的阻力,在水分子运输和药物传递中起着关键作用.细胞外空间的典型宽度为纳米级,组织液流动是具有微尺度的润湿性问题,然而润湿性对渗透性的影响仍然不清楚.本研究将脑白质理想简化为一种周期性纤维多孔介质,考虑流体黏度和滑移边界,以量化润湿性对其水力渗透性的影响.发现流体有效黏度的减小和滑移长度的增加,会导致水力渗透率增大.还发现,对于方形排列的轴突纤维,润湿性对垂直水力渗透率的影响比对平行水力渗透率大;而对于六边形排列的轴突,影响则相反.研究结果可为脑水肿等脑水平衡紊乱疾病治疗及大脑药物传递提供理论指导.

关键词：药物传递脑白质神经轴突润湿性滑移边界脑水肿有效黏度组织液

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超声波力学治疗学

应用数学和力学 2024年第6期45卷 787-802页

作者：林姝娟郭曜华齐兵刘少宝南京航空航天大学航空学院航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学航空学院多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室南京210016

超声波作为一种非侵入性干预或调控手段在力学疗法中备受关注.该文介绍了高频率高强度、低频率高强度、低频率低强度和高频率低强度四类超声波对组织/细胞的作用方法、效果与机制,以及当前新兴的超声波治疗装置,并分析了超声波力学治疗... 详细信息

超声波作为一种非侵入性干预或调控手段在力学疗法中备受关注.该文介绍了高频率高强度、低频率高强度、低频率低强度和高频率低强度四类超声波对组织/细胞的作用方法、效果与机制,以及当前新兴的超声波治疗装置,并分析了超声波力学治疗学未来的发展趋势.有助于推动超声波力学疗法在肿瘤治疗、神经系统疾病治疗(如阿尔茨海默病、帕金森病治疗)等方面的技术进步及临床应用.

关键词：细胞肿瘤频率力学疗法力学生物学

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生物热-力-电生理耦合学

应用数学和力学 2024年第6期45卷 651-669页

作者：孙学超刘少宝林敏徐峰卢天健南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210001 西安交通大学生物医学信息工程教育部重点实验室仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安710049

由于温度、机械力、生化等多种影响因子对机体的生物学行为产生重要影响,生物体在多物理场下保持动态平衡是其正常活动的关键条件.研究生物热-力-电生理耦合行为,旨在交叉融合多个学科,建立生物传热学、生物力学、神经生理学等数理模型... 详细信息

由于温度、机械力、生化等多种影响因子对机体的生物学行为产生重要影响,生物体在多物理场下保持动态平衡是其正常活动的关键条件.研究生物热-力-电生理耦合行为,旨在交叉融合多个学科,建立生物传热学、生物力学、神经生理学等数理模型,系统开展跨尺度热-力-电生理耦合行为研究,并将成果应用于生物医学领域,对理解生物体的正常功能以及重大疾病的病理机制和有效诊治具有重要意义.其核心思想在于发现关键科学问题、识别交叉学科,并集成学科优势,推动理论创新和技术创新,为生命医学领域带来新突破.该文以剑桥大学和DNA双螺旋结构的发现为背景,以大脑、皮肤、牙齿等为例,介绍生物热-力-电生理耦合学这一新兴交叉学科的起源和内涵.

关键词：皮肤牙齿大脑跨尺度学科交叉

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活性结构力学

医用生物力学 2024年第S1期 415-415页

作者：刘少宝南京航空航天大学航空学院航空航天结构力学及控制全国重点实验室多功能轻量化材料与结果工信部重点实验室

活性结构(细胞壁/膜、微丝微管、核孔复合体、DNA等)是构成生命体的基本结构形态,是实现生命活动功能的载体,可抽象为板/壳、梁/杆、膜等力学模型。活性结构不仅具有机械结构的强度、刚度、稳定性等基本力学性能,而且具有渗透性、双电...

活性结构(细胞壁/膜、微丝微管、核孔复合体、DNA等)是构成生命体的基本结构形态,是实现生命活动功能的载体,可抽象为板/壳、梁/杆、膜等力学模型。活性结构不仅具有机械结构的强度、刚度、稳定性等基本力学性能,而且具有渗透性、双电层、收缩力、表面效应等活性特征。这些活性特征影响着活性结构在生命活动过程中的力学行为及功能,如力感知、力传递、力生物学响应等。研究不同活性特征对活性结构力学行为的影响,可为理解生命活动提供理论基础,为设计优化活性结构提供分析方法,有助于发展新型活性结构(如基因、蛋白药物)以及活性结构力学利用新技术(如力学诊断、力学疗法)。围绕活性结构的微结构及力学性能、多场耦合理论和肿瘤力学疗法应用3个方面,开展了系统性研究:(1)发展活性结构力学实验新方法,对活性结构进行微结构刻画及力、电学性能表征;(2)发展细活性结构力-电、流-固耦合理论,阐明其力学响应机制;(3)揭示生理、病理条件下典型活性结构静、动力学行为并探索肿瘤力疗法新应用。

关键词：

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时代新人观的百年历史演进与经验启示

河南理工大学学报（社会科学版） 2024年第2期25卷 1-6页

作者：田起香刘少宝宿迁学院马克思主义学院江苏宿迁223800

担当民族复兴大任的时代新人,在不同历史时期都具有鲜明的时代特质。在“新民主主义革命时期(1919—1949)”“社会主义革命和建设时期(1949—1978)”“改革开放和社会主义现代化建设新时期(1978—2012)”,以及“中国特色社会主义进入新... 详细信息

担当民族复兴大任的时代新人,在不同历史时期都具有鲜明的时代特质。在“新民主主义革命时期(1919—1949)”“社会主义革命和建设时期(1949—1978)”“改革开放和社会主义现代化建设新时期(1978—2012)”,以及“中国特色社会主义进入新时代以来(2012—至今)”等百年奋斗不同的历史时期,因面临不同的历史任务和使命,相继形成“培养民主革命需要的革命者”“培养合格社会主义建设者”“培养社会主义现代化建设‘四有’新人”和“担当民族复兴大任时代新人”的时代“新人观”。梳理中国共产党“时代新人”思想演进脉络,对立足新时代深刻认识培育“时代新人”的价值意义、探寻培育“时代新人”的路径具有重要指导意义和启思价值。

关键词：中国共产党时代新人历史进程经验启示

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用党的科学理论武装青年

辽宁工程技术大学学报（社会科学版） 2024年第1期26卷 1-5页

作者：田起香刘少宝宿迁学院马克思主义学院江苏宿迁223800

用党的科学理论武装青年,贯穿于中国共产党社会革命和自我革命的历史进程中,并不断得以传承和发扬,积累了注重把握理论武装青年实践的鲜明时代性、重视探索理论武装青年形式方法的多样性和自觉遵循党管青年的重要原则性等宝贵经验。新... 详细信息

用党的科学理论武装青年,贯穿于中国共产党社会革命和自我革命的历史进程中,并不断得以传承和发扬,积累了注重把握理论武装青年实践的鲜明时代性、重视探索理论武装青年形式方法的多样性和自觉遵循党管青年的重要原则性等宝贵经验。新时代新征程,深入推进用习近平新时代中国特色社会主义思想武装青年,要从提升习近平新时代中国特色社会主义思想阐释能力、丰富习近平新时代中国特色社会主义思想宣传形式和载体、建构习近平新时代中国特色社会主义思想教育成效评价机制等方面,探索新时代用科学理论武装青年的实践路径。

关键词：中国共产党理论武装青年新时代

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持续性高过载下人脑的多孔弹性响应

医用生物力学 2024年第S1期 211-211页

作者：田金刘少宝徐峰卢天健西安交通大学第二附属医院西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学仿生工程与生物力学研究所南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室

目的在航空航天活动中,乘组人员常承受多种极端过载,持续性高过载是一大挑战。它们会影响人体多种生理功能,其中对脑功能的影响需要特别关注。然而,目前对大脑在持续性高过载下的响应研究还非常有限,现有的力学模型没有考虑脑的多孔含...

目的在航空航天活动中,乘组人员常承受多种极端过载,持续性高过载是一大挑战。它们会影响人体多种生理功能,其中对脑功能的影响需要特别关注。然而,目前对大脑在持续性高过载下的响应研究还非常有限,现有的力学模型没有考虑脑的多孔含液特性,也不足以揭示过载的生物学效应存在方向性差异的机制。因此,本工作围绕降低航空航天活动中脑损伤风险的需求,针对大脑在持续性高过载下的力学响应展开研究。方法通过考虑大脑的多孔含液特性以及头部的复杂结构,建立了头部结构的三维仿真模型。通过分析+Gz、+Gx和-Gy三个方向上大小为1、2、4和8 G过载条件,得到了脑组织的颅内液体压力分布、位移分布和von Mises应力分布。结果脑对不同方向过载的响应存在显著差异,+Gz产生的较大响应出现在顶叶、枕叶、基底核、小脑和脑干区域,+Gx产生的最大响应出现在额叶,而-Gy产生的最大响应出现在颞叶,而脑的复杂形状和结构是这种差异性的基础。结论较大力学响应区与过载导致的脑功能障碍类型之间存在一致性。本研究有助于加深人们对持续性高过载对脑功能影响机制的理解,为降低飞行人员脑损伤的风险提供借鉴。

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