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仿生异质结构的非线性力学与优化设计

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第5期54卷 43-73页

作者：王泽文吴开金解丽丽何陵辉倪勇中国科学技术大学工程科学学院近代力学系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230026 中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室北京100190

轻质高强韧结构设计一直是力学和材料等学科交叉的前沿问题,也是工程应用的不懈追求.生物材料经历数百万年进化,兼具轻质、高强度和高韧性力学性能,成为高性能工程材料设计的模板.然而,生物材料往往具有跨尺度、多层级的复相结构和界面... 详细信息

轻质高强韧结构设计一直是力学和材料等学科交叉的前沿问题,也是工程应用的不懈追求.生物材料经历数百万年进化,兼具轻质、高强度和高韧性力学性能,成为高性能工程材料设计的模板.然而,生物材料往往具有跨尺度、多层级的复相结构和界面特征,会产生非线性、多过程的变形和断裂行为,进而决定强度和韧性等力学性能.如何发展定量的力学模型、阐明生物材料的结构-界面-强韧力学性能间的关系,并为高性能仿生材料制备提供优化设计方案成了近期的研究前沿.本文以极具代表性的生物“砖泥交错结构”和“扭转纤维结构”为例,从力学模型和力学机制方面,首先梳理仿生异质结构代表性单元体(RVE)的非线性力学响应与其结构间的关联;然后讨论含主裂纹仿生异质结构的断裂行为及其与RVE结构间的关联;进一步,基于力学模型和机制,给出优化强度、韧性、抗冲击性和断裂韧性等性能的力学设计方案;最后,提出仿生异质结构非线性力学与优化设计中存在的挑战和未来的发展方向.

关键词：仿生异质结构非线性力学代表性单元体断裂力学优化设计

A Predictive Nomogram for Predicting Improved Clinical Outcome Probability in Patients with COVID-19 in Zhejiang Province,China

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Engineering 2022年第1期8卷 122-129页

作者： Jiaojiao Xie Ding Shi Mingyang Bao Xiaoyi Hu Wenrui wu Jifang Sheng kaijin Xu Qing Wang Jingjing wu Kaicen Wang Daiqiong Fang Yating Li Lanjuan Li State Key Laboratory for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases National Clinical Research Center for Infectious DiseasesCollaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious DiseasesThe First Affiliated HospitalCollege of MedicineZhejiang UniversityHangzhou 310003China State Key Laboratory of Genetic Engineering Institute of BiostatisticsSchool of Life SciencesFudan UniversityShanghai 200433China Division of Hepatobiliary and Pancreatic Surgery Department of SurgeryKey Lab of Combined Multi-organ Transplantation of the Ministry of HealthThe First Affiliated HospitalCollege of MedicineZhejiang UniversityHangzhou 310003China Division of of Endocrinology and Metabolism Department of Internal Medicine SystemThe First Affiliated HospitalCollege of MedicineZhejiang UniversityHangzhou 310003China

The aim of this research was to develop a quantitative method for clinicians to predict the probability of improved prognosis in patients with coronavirus disease 2019(COVID-19).Data on 104 patients admitted to hospital with laboratory-confirmed COVID-19 infection from 10 January 2020 to 26 February 2020 were collected.Clinical information and laboratory findings were collected and compared between the outcomes of improved patients and non-improved patients.The least absolute shrinkage and selection operator(LASSO)logistics regression model and two-way stepwise strategy in the multivariate logistics regression model were used to select prognostic factors for predicting clinical outcomes in COVID-19 patients.The concordance index(C-index)was used to assess the discrimination of the model,and internal validation was performed through bootstrap resampling.A novel predictive nomogram was constructed by incorporating these features.Of the 104 patients included in the study(median age 55 years),75(72.1%)had improved short-term outcomes,while 29(27.9%)showed no signs of improvement.There were numerous differences in clinical characteristics and laboratory findings between patients with improved outcomes and patients without improved outcomes.After a multi-step screening process,prognostic factors were selected and incorporated into the nomogram construction,including immunoglobulin A(IgA),C-reactive protein(CRP),creatine kinase(CK),acute physiology and chronic health evaluation II(APACHE II),and interaction between CK and APACHE II.The C-index of our model was 0.962(95%confidence interval(CI),0.931-0.993)and still reached a high value of 0.948 through bootstrapping validation.A predictive nomogram we further established showed close performance compared with the ideal model on the calibration plot and was clinically practical according to the decision curve and clinical impact curve.The nomogram we constructed is useful for clinicians to predict improved clinical outcome probability for each COVID-19 patient,which may f

关键词： Coronavirus disease 2019(COVID-19) Nomogram Patient-relevant outcome

导航模板注射锂基生物玻璃水凝胶修复股骨头坏死的效应研究

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实用骨科杂志 2024年第1期30卷 39-49页

作者：马桥桥吴泽睿查国春郭开今蒋守海张传开徐州仁慈医院关节外科江苏徐州221000 徐州医科大学附属医院关节外科江苏徐州221000

目的(1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能。(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏... 详细信息

目的(1)探究锂基生物玻璃水凝胶,赋予介孔生物玻璃材料促成骨、促血管生成和抑制脂肪生成等多重生物医学功能。(2)利用3D打印技术制作导航模板,精确定位股骨头坏死病灶区域和清除病灶,将锂基生物玻璃水凝胶精确注入,观察其修复股骨头坏死的作用。方法利用明胶和甲基丙烯酸酐制备了甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)及锂基生物玻璃水凝胶(GelMA and Li-mesoporous bioglass,GM/M-Li)。扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)对材料进行表征分析;同时,通过细胞活/死染色、细胞增殖实验(cell counting kit-8,CCK-8)及细胞形态观察评估材料的生物相容性;另外,使用免疫荧光染色、碱性磷酸酯酶染色、茜素红染色、成血管实验、油红O染色评估材料的成骨分化能力、成血管能力和抑制脂肪生成的能力。体内成功建立了兔股骨头坏死模型,利用3D导航模板联合髓芯减压术将坏死骨去除后填充GM/M-Li水凝胶。通过苏木素伊红(hematoxylin eosin,HE)染色、油红O染色、免疫组化染色验证其成骨、成血管和抑制脂肪生成能力。结果SEM结果显示GM/M-Li水凝胶材料为三维多孔的结构;TEM结果表明,M-Li材料为纳米级别;离子释放实验证明了GM/M-Li水凝胶中的锂元素,同时具有缓释作用;细胞活/死染色、CCK-8证明了GM/M-Li水凝胶材料具有良好的生物相容性;体外成骨、成血管、抑制脂肪生成实验证实,材料中锂离子的释放有利于骨髓间充质干细胞的成骨分化、人脐静脉血管内皮细胞的小管形成,抑制了脂肪前体细胞的脂肪形成。体内HE染色和免疫荧光验证了GM/M-Li水凝胶有效促进了骨组织、血管再生;通过油红O染色验证了GM/M-Li水凝胶的抑制脂肪能力。结论利用3D打印技术制作导航模板,将GM/M-Li精确注入股骨头坏死病灶区域和清除病灶。因GM/M-Li水凝胶具有良好的生物相容性,其可通过调节骨髓间充质干细胞成骨方向分化,促进股骨头坏死中骨缺损的重建,同时促进了血管的生成,减少脂肪细胞的浸润。

关键词：导航模板股骨头坏死水凝胶生物玻璃成骨

全膝关节置换过程中不用止血带:前瞻性随机对照试验

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中国组织工程研究 2022年第36期26卷 5831-5836页

作者：马桥桥吴泽睿郭卓涛张凯查国春郭开今徐州医科大学附属医院江苏省徐州市221000

背景:全膝关节置换是治疗终末期膝关节骨性关节炎的最有效方法,但全膝关节置换过程中是否应该使用止血带,学术界尚存争议。目的:探讨全膝关节置换过程中是否使用止血带对置换后临床疗效及影像学结果的影响。方法:2019年9月到2020年9月... 详细信息

背景:全膝关节置换是治疗终末期膝关节骨性关节炎的最有效方法,但全膝关节置换过程中是否应该使用止血带,学术界尚存争议。目的:探讨全膝关节置换过程中是否使用止血带对置换后临床疗效及影像学结果的影响。方法:2019年9月到2020年9月对因退变性骨关节炎行初次全膝关节置换的患者进行前瞻性随机对照研究。所有患者均采用相同设计骨水泥固定型假体,随机分为术中使用止血带组(对照组)和不使用止血带组(试验组)。为了使临床资料具有可比性,两组患者设定相同的随访时间点,均设定为术后12个月。共100例患者纳入最终分析(试验组49例,对照组51例),对其临床疗效、骨水泥渗透深度和术后并发症发生率等进行评估。结果与结论:①两组患者均顺利完成手术;试验组(0例)髌骨外支持带松解率低于对照组(6例)(P=0.040);②试验组置换后第7天目测类比评分低于对照组(P=0.00),置换后1个月两组目测类比评分相比差异无显著性意义(P=0.61);③置换后12个月时试验组与对照组膝关节活动度、术后1个月膝关节KSS评分相比差异均无显著性意义;④置换后2 d行X射线片检查,两组骨水泥渗透深度相似(P=0.281);⑤置换后12个月随访,两组患者均未出现假体周围感染、假体松动以及症状性血栓;⑥提示初次全膝关节置换过程中是否使用止血带,对骨水泥渗透深度及临床疗效无影响,但是使用止血带可增加术后7 d内的疼痛程度及术后髌骨外侧支持带松解率。

关键词：骨性关节炎全膝关节置换止血带骨水泥渗透随访

A Severe Seasonal Influenza Epidemic During 2017–2018 in China After the 2009 Pandemic Influenza: A Modeling Study

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Infectious Microbes & Diseases 2019年第1期1卷 20-26页

作者： Xiaofang Fu Yuqing Zhou Jie wu Xiaoxiao Liu Cheng Ding Chenyang Huang Min Deng Dongyan Shi Chencheng Wang kaijin Xu Jingjing Ren Bing Ruan Lanjuan Li Shigui Yang State Key Laboratory for Diagnosis and Treatment of Infectious Diseases Collaborative Innovation Center for Diagnosis and Treatment of Infectious DiseasesThe First Affiliated HospitalCollege of MedicineZhejiang UniversityHangzhou 310003China

Influenza viruses continue to cause epidemics worldwide every year.However,due to the lack of an effective assessment for the severity of influenza epidemics,it was extremely difficult to take preventative measures.Data were extracted from infectious diseases reports from 2011–2018.Joinpoint regression model and susceptible-exposed-infectious-recovered model were built to understand the characteristics and processes of the epidemic.The reported incidence of influenza was 1,913,698 from January 2011 to February 2018,with an average-yearly-reported-incidence-rate of 19.21 per 100,000.However,there had been a substantial nationwide epidemic of influenza after September 2017,when the average yearly reported incidence rate was 87.29 per 100,000 and an annual percentage change of 48.1%.The hemagglutinin genes of most influenza A(H1N1 and H3N2)viruses from the period of the epidemic had lower homology to those before August 2017.All the hemagglutinin of the recommended A(H3N2,H1N1)and B(Victoria)viruses for vaccines 2017/2018 had low matches with the epidemic viruses.The basic reproduction number was 1.53.The vaccination benefit was linearly related to vaccination coverage,while the quarantine measure had only significantly benefited when over 60%of the quarantined population.The most severe epidemic of influenza in China since 2011 occurred during the period from September 2017 to February 2018.Compared to quarantine,influenza vaccination is more effective way to prevent influenza,and strategies to increase vaccination coverage should be taken for the prevention of severe epidemics of influenza.

关键词： influenza severe epidemic overlapping epidemics incidence rate annual change percentage susceptible-exposedinfectious-recovered models

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结核潜伏感染诊治进展

浙江大学学报（医学版） 2022年第6期51卷 691-696页

作者：应池清何畅徐凯进李永涛张颖吴炜浙江大学医学院附属第一医院、传染病诊治国家重点实验室、国家感染性疾病临床医学研究中心、国家传染病医学中心、感染性疾病诊治协同创新中心浙江杭州310003 济南微生态生物医学山东省实验室山东济南250117

全球约有四分之一人口曾感染结核分枝杆菌,5%~10%结核潜伏感染者会向活动性结核病患者转化,正确诊治结核潜伏感染是终止结核病流行的重要内容之一。目前,结核潜伏感染的诊断方法如结核菌素皮肤试验、γ干扰素释放试验等存在无法区分结... 详细信息

全球约有四分之一人口曾感染结核分枝杆菌,5%~10%结核潜伏感染者会向活动性结核病患者转化,正确诊治结核潜伏感染是终止结核病流行的重要内容之一。目前,结核潜伏感染的诊断方法如结核菌素皮肤试验、γ干扰素释放试验等存在无法区分结核潜伏感染和活动性结核病的局限性,通过检测一些特征性生物标志物(如外周血转录组基因)将有助于区分两者。人类免疫缺陷病毒感染者、使用免疫制剂者、器官移植者以及活动性结核病患者密切接触者等高危人群有必要进行结核潜伏感染监测。对于结核潜伏感染人群,应根据进展为活动性结核病的风险大小及获益程度来决定是否治疗。预防性结核潜伏感染治疗方案通常包括异烟肼单药治疗6或9个月、利福平单药治疗4个月、每周一次服用异烟肼+利福喷丁3个月(3HP方案)、每日一次服用异烟肼+利福平3个月(3HR方案)。每日一次异烟肼+利福喷丁1个月方案(1HP方案)的成功提示超短疗程具有可行性,但其疗效仍需进一步评估。与耐多药结核病患者密切接触的结核潜伏感染人群如何进行预防性治疗仍在探索中,包括使用抗结核新药,如贝达喹啉、德拉马尼及氟喹诺酮等药物及组合方案。本文结合近年来国内外防治指南及相关研究进展,总结了当前结核潜伏感染的诊治现状及未来发展方向。

关键词：结核分枝杆菌结核潜伏感染诊断治疗风险监测综述

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竹节制备提金活性炭及其表征

林业科学 2009年第12期45卷 124-128页

作者：吴开金福建省林业科学研究院福州350012

以竹节为原料,采用水蒸气活化法制备提金活性炭,研究温度、保温时间、水蒸气流量等因素对活性炭性能的影响,并对其孔隙结构进行表征。结果表明:随着温度和保温时间的增大,活性炭的吸附性能总体呈上升趋势;随着水蒸气流量的增加,活性炭... 详细信息

以竹节为原料,采用水蒸气活化法制备提金活性炭,研究温度、保温时间、水蒸气流量等因素对活性炭性能的影响,并对其孔隙结构进行表征。结果表明:随着温度和保温时间的增大,活性炭的吸附性能总体呈上升趋势;随着水蒸气流量的增加,活性炭的吸附性能呈先升后降的趋势;N2吸附等温线的分析表明,竹节活性炭具有发达的微孔、中孔、大孔结构。在较佳的试验条件下,活性炭的强度、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、比表面积、总孔容积和微孔容积分别为97.5%,262mg·g-1,1072.7mg·g-1,1334.2m2.g-1,0.671mL.g-1和0.574mL.g-1。

关键词：提金活性炭竹节水蒸气孔隙结构

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微动力系统在牙拔除术中的应用

华西口腔医学杂志 2015年第1期33卷 1-5页

作者：胡开进李永锋吴迪军事口腔医学国家重点实验室第四军医大学口腔医院口腔外科西安710032

牙拔除术是口腔外科最基本的治疗操作,但传统使用骨凿、骨锤等拔牙工具的方法不仅创伤大、并发症多,还易增加患者紧张、恐惧心理。近年来,随着微创理念的发展和技术的进步,各种微动力设备开始应用于牙拔除术,这些设施既能减少拔牙创伤... 详细信息

牙拔除术是口腔外科最基本的治疗操作,但传统使用骨凿、骨锤等拔牙工具的方法不仅创伤大、并发症多,还易增加患者紧张、恐惧心理。近年来,随着微创理念的发展和技术的进步,各种微动力设备开始应用于牙拔除术,这些设施既能减少拔牙创伤、降低拔牙并发症,还可极大地减轻患者的身心压力,从而弥补了传统拔牙器械的不足并逐渐取代了传统拔牙工具。由于各种微动力系统具有不同的优势和缺陷,在操作过程中还需一些辅助设备。本文将针对各种微动力系统在牙拔除术中应用的优缺点和辅助设备的选择和使用方法进行阐述,为临床上如何选择和应用微动力系统提供参考。

关键词：微动力系统气动式外科专用切割手机牙拔除术

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当代诗坛的新收获——读杨子忱《长春史诗》

民族文学研究 2008年第3期26卷 161-162页

作者：吴开晋山东大学文学院

杨子忱的长篇抒情诗《长春史诗》以宏观的艺术把握,讴歌崭新的时代生活。在艺术上也有独特的创造性,创制了一种似长短句又非长短句、似格律化又非格律化,词语错落排列,适合口语朗诵的新语体。

关键词：抒情诗《长春史诗》杨子忱文学作品