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Light-based 3D printing of stimulus-responsive hydrogels for miniature devices: recent progress and perspective

BIO-DESIGN AND MANUFACTURING 2024年第5期7卷 721-746页

作者： Xin, Chen xia, neng Zhang, Li Chinese Univ Hong Kong Dept Mech & Automat Engn Hong Kong 999077 Peoples R China Multiscale Med Robot Ctr Shatin NT Hong Kong Sci Pk Hong Kong 999077 Peoples R China Chinese Univ Hong Kong Chow Yuk Ho Technol Ctr Innovat Med Hong Kong 999077 Peoples R China Chinese Univ Hong Kong Dept Surg Hong Kong 999077 Peoples R China Chinese Univ Hong Kong CUHK T Stone Robot Inst Hong Kong 999077 Peoples R China

Miniature devices comprising stimulus-responsive hydrogels with high environmental adaptability are now considered competitive candidates in the fields of biomedicine, precise sensors, and tunable optics. Reliable and advanced fabrication methods are critical for maximizing the application capabilities of miniature devices. Light-based three-dimensional (3D) printing technology offers the advantages of a wide range of applicable materials, high processing accuracy, and strong 3D fabrication capability, which is suitable for the development of miniature devices with various functions. This paper summarizes and highlights the recent advances in light-based 3D-printed miniaturized devices, with a focus on the latest breakthroughs in light-based fabrication technologies, smart stimulus-responsive hydrogels, and tunable miniature devices for the fields of miniature cargo manipulation, targeted drug and cell delivery, active scaffolds, environmental sensing, and optical imaging. Finally, the challenges in the transition of tunable miniaturized devices from the laboratory to practical engineering applications are presented. Future opportunities that will promote the development of tunable microdevices are elaborated, contributing to their improved understanding of these miniature devices and further realizing their practical applications in various fields. [GRAPHICS] .

关键词： 3D printing Stimulus-responsive hydrogels Miniature devices Shape-morphing FABRICATION TEMPERATURE RESOLUTION MICROMACHINES POLYMERS RELEASE DESIGN

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Light-based 3D printing of stimulus-responsive hydrogels for miniature devices:recent progress and perspective

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Bio-Design and Manufacturing 2024年第05期 721-746页

作者： Chen Xin neng xia Li Zhang Department of Mechanical and Automation Engineering The Chinese University of Hong Kong Multi-Scale Medical Robotics Center Hong Kong Science Park Chow Yuk Ho Technology Center for Innovative Medicine The Chinese University of Hong Kong Department of Surgery The Chinese University of Hong Kong CUHK T Stone Robotics Institute The Chinese University of Hong Kong

Miniature devices comprising stimulus-responsive hydrogels with high environmental adaptability are now considered competitive candidates in the fields of biomedicine, precise sensors, and tunable optics. Reliable and advanced fabrication methods are critical for maximizing the application capabilities of miniature devices. Light-based three-dimensional(3D) printing technology offers the advantages of a wide range of applicable materials, high processing accuracy, and strong 3D fabrication capability, which is suitable for the development of miniature devices with various functions. This paper summarizes and highlights the recent advances in light-based 3D-printed miniaturized devices, with a focus on the latest breakthroughs in light-based fabrication technologies, smart stimulus-responsive hydrogels, and tunable miniature devices for the fields of miniature cargo manipulation, targeted drug and cell delivery, active scaffolds, environmental sensing, and optical imaging. Finally,the challenges in the transition of tunable miniaturized devices from the laboratory to practical engineering applications are presented. Future opportunities that will promote the development of tunable microdevices are elaborated, contributing to their improved understanding of these miniature devices and further realizing their practical applications in various fields.

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基于PEEC的WPT系统磁芯结构建模

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电力电子技术 2024年第3期58卷 78-80,117页

作者：许肖颖夏能弘张帆李方深上海电力大学电气工程学院上海200090 国网安徽省电力公司安徽合肥230000

磁耦合机构作为无线电能传输的核心部分,直接决定系统的传输性能。目前广泛采用加装磁芯来提高耦合机构的传输性能。然而加入磁芯后,线圈与磁芯的融合建模及协同设计问题,目前多依赖于电磁仿真软件及二维分区建模,该方法无法量化磁芯参... 详细信息

磁耦合机构作为无线电能传输的核心部分,直接决定系统的传输性能。目前广泛采用加装磁芯来提高耦合机构的传输性能。然而加入磁芯后,线圈与磁芯的融合建模及协同设计问题,目前多依赖于电磁仿真软件及二维分区建模,该方法无法量化磁芯参数对系统传输性能的作用。此处基于部分元等效电路(PEEC)对磁芯进行建模,根据磁性材料特性分别从涡流、磁化强度两方面构建磁芯二元模型,并引入退磁因子对磁化强度模型进行修正。基于电场积分方程构建了以磁芯涡流、节点电压和磁化强度为未知量的解决矩阵,实现了线圈与磁芯融合建模。在融合建模的基础上,基于矢量磁位提取了带芯线圈的自感系数,将建模结果与商用仿真软件及实验进行对比,其误差控制在5%以内,验证了建模结果的准确性。带芯线圈自感参数量化了磁芯对线圈的附加耦合作用,为磁芯结构设计提供理论支撑。

关键词：无线电能传输部分元等效电路自感系数

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用于WPT的低损耗电磁超材料研究与设计

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电力电子技术 2024年第8期58卷 49-52,69页

作者：马骅祺夏能弘燕爽毛熙科上海电力大学电气工程学院上海200090

双层螺旋结构的电磁超材料常常用于无线电能传输(WPT)中来提升其传输效率。当它以阵列形式处于WPT的高频磁场中时,其交流电阻及其带来的损耗不可忽略。为降低损耗,此处以双层螺旋结构的电磁超材料为基础,通过采用非均匀线宽设计的方式,... 详细信息

双层螺旋结构的电磁超材料常常用于无线电能传输(WPT)中来提升其传输效率。当它以阵列形式处于WPT的高频磁场中时,其交流电阻及其带来的损耗不可忽略。为降低损耗,此处以双层螺旋结构的电磁超材料为基础,通过采用非均匀线宽设计的方式,提升了电磁超材料的品质因数,设计了一种新型的低损耗电磁超材料及其对应的混合电磁超材料阵列。对非均匀线宽结构的电磁超材料样品进行测试,实验结果证明相比均匀线宽结构,该非均匀线宽结构的等效电阻降低了约5.69%,等效电感上升了约2.49%,品质因数提升至556.87,损耗降低了20.17%。对应的混合电磁超材料阵列能够将WPT系统的效率提升33.06%。

关键词：无线电能传输电磁超材料低损耗

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Metabolite changes in the ipsilateral and contralateral cerebral hemispheres in rats with middle cerebral artery occlusion

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Neural Regeneration Research 2017年第6期12卷 931-937页

作者： Lei Ruan Yan Wang Shu-chao Chen Tian Zhao Qun Huang Zi-long Hu neng-zhi xia Jin-jin Liu Wei-jian Chen Yong Zhang Jing-liang Cheng Hong-chang Gao Yun-jun Yang Hou-zhang Sun Department of Radiology First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University Department of Radiology First Affiliated Hospital of Zhengzhou University School of Pharmacy Wenzhou Medical University

Cerebral ischemia not only causes pathological changes in the ischemic areas but also induces a series of secondary changes in more distal brain regions（such as the contralateral cerebral hemisphere）. The impact of supratentorial lesions, which are the most common type of lesion, on the contralateral cerebellum has been studied in patients by positron emission tomography, single photon emission computed tomography, magnetic resonance imaging and diffusion tensor imaging. In the present study, we investigated metabolite changes in the contralateral cerebral hemisphere after supratentorial unilateral ischemia using nuclear magnetic resonance spectroscopy-based metabonomics. The permanent middle cerebral artery occlusion model of ischemic stroke was established in rats. Rats were randomly divided into the middle cerebral artery occlusion 1-, 3-, 9-and 24-hour groups and the sham group. ~1H nuclear magnetic resonance spectroscopy was used to detect metabolites in the left and right cerebral hemispheres. Compared with the sham group, the concentrations of lactate, alanine, γ-aminobutyric acid, choline and glycine in the ischemic cerebral hemisphere were increased in the acute stage, while the concentrations of N-acetyl aspartate, creatinine, glutamate and aspartate were decreased. This demonstrates that there is an upregulation of anaerobic glycolysis（shown by the increase in lactate）, a perturbation of choline metabolism（suggested by the increase in choline）, neuronal cell damage（shown by the decrease in N-acetyl aspartate） and neurotransmitter imbalance（evidenced by the increase in γ-aminobutyric acid and glycine and by the decrease in glutamate and aspartate） in the acute stage of cerebral ischemia. In the contralateral hemisphere, the concentrations of lactate, alanine, glycine, choline and aspartate were increased, while the concentrations of γ-aminobutyric acid, glutamate and creatinine were decreased. This suggests that there is a difference in the metabolite chan

关键词： occlusion hemisphere glutamate aspartate metabolite creatinine lactate neuronal glycine carotid

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Analysis of Common Respiratory Infected Pathogens in 3100 Children after the Coronavirus Disease 2019 Pandemic

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Current Medical Science 2022年第5期42卷 1094-1098页

作者： Jun-e MA Qing-feng MA Wei WANG Yan ZENG xiang-hua CUI Guo-lei WANG Si-yu LIU Zhen WANG Xuan xiaO Zu-neng xia Heng-cheng ZHU Cheng-liang ZHU Department of Clinical Laboratory Renmin Hospital of Wuhan UniversityWuhan430060China Department of Clinical Laboratory Liyuan HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan430077China Department of Clinical Laboratory Wuhan Fourth HospitalTongji Medical CollegeHuazhong University of Science and TechnologyWuhan430077China Department of Urology Renmin Hospital of Wuhan UniversityWuhan430060China State Key Laboratory of Virology College of Life SciencesWuhan UniversityWuhan430060China Department of Ophthalmology Renmin Hospital of Wuhan UniversityWuhan430060China

Objective To investigate the epidemiological features in children after the coronavirus disease 2019(COVID-19)*** This study collected throat swabs and serum samples from hospitalized pediatric patients of Renmin Hospital of Wuhan University,Wuhan,Hubei province,China before and after the COVID-19 *** infected pathogens[adenovirus(ADV),influenza virus A/B(Flu A/B),parainfluenza virus 1/2/3(PIV1/2/3),respiratory syncytial virus(RSV),Mycoplasma pneumoniae(MP),and Chlamydia pneumoniae(CP)]were *** pathogens,age,and gender were used to analyze the epidemiological features in children after the COVID-19 *** The pathogen detection rate was significantly higher in females than in males(P<0.05),and the infection of PIV1 and MP was mainly *** the COVID-19 pandemic,PIV1,PIV3,RSV,and MP had statistically different detection rates among the age groups(P<0.05),and was mainly detected in patients aged 0–6 years,0–3 years,0–3 years,and 1–6 years,*** comparing before the COVID-19 pandemic,the total detection rate of common respiratory pathogens was lower(P<0.05).Except for the increase in the detection rate of PIV1 and CP,the infection rate of other pathogens had almost *** The prevention and control measures for the COVID-19 pandemic effectively changed the epidemiological features of common respiratory tract infectious diseases in pediatric children.

关键词： before and after the COVID-19 pandemic common respiratory infectious pathogens pediatric children

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2011-2015年广东省中医药科技查新项目统计分析

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中国中医药图书情报杂志 2016年第4期40卷 29-35页

作者：夏能能广东省第二中医院广东省中医药工程技术研究院广东广州510095

目的了解近年广东省中医药科研项目课题申报的特点及重点领域,明确我省中医药发展方向。方法对某查新机构2011-2015年完成的广东省中医药查新项目进行汇总,进行数量及项目委托时间分布的分析,利用ROST词频分析软件对2014-2015年的查新... 详细信息

目的了解近年广东省中医药科研项目课题申报的特点及重点领域,明确我省中医药发展方向。方法对某查新机构2011-2015年完成的广东省中医药查新项目进行汇总,进行数量及项目委托时间分布的分析,利用ROST词频分析软件对2014-2015年的查新报告科学技术要点进行分词及词频统计,并通过Ucinet 6.587社会网络分析软件对高频中药关键词进行可视化处理。结果 2011-2015年共1279项中医药查新中,81.78%的委托出现在第一季度;2014-2015年关键词分析发现临床疗效是查新项目中最关注的问题,动物实验为应用较多的研究手段,中药为较常选择的治疗方式,中药高频词中甘草、白芍、白术等在共现网络中占据重要地位,联系较为紧密的药对有白术与茯苓、白术与甘草、甘草与党参等。结论中医药查新委托数量集中、时间紧,应积极制订策略应对每年查新高峰;我省中医药课题申报的重点是中药或中医传统疗法的临床疗效,并较多利用动物实验进行中医药疗效机制及疾病发病机制的研究;查新项目中涉及的中药主要是补虚药(补气、补血)、泻下药、解表药,关系紧密的药对主要为补虚药的组合。

关键词：中医药科技查新统计分析广东共词分析 Ucinet

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基于VOSviewer和CiteSpace的我国道地药材研究热点分析

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医学信息 2021年第12期34卷 19-24+27页

作者：夏能能广东省中医药研究开发重点实验室广东省第二中医院/广东省中医药工程技术研究院

目的探讨不同时代背景下我国道地药材的研究热点及主要研究者、研究机构的突现情况,以期为我国道地药材的产业发展提供参考。方法以中国知网为数据来源,利用可视化知识发现工具VOSviewer和CiteSpace对1956年～2020年我国道地药材研究的... 详细信息

目的探讨不同时代背景下我国道地药材的研究热点及主要研究者、研究机构的突现情况,以期为我国道地药材的产业发展提供参考。方法以中国知网为数据来源,利用可视化知识发现工具VOSviewer和CiteSpace对1956年～2020年我国道地药材研究的相关文献进行计量分析。结果共纳入1776篇文献;道地药材、中药材生产、中药资源、指纹图谱、本草考证、微量元素、中药质量等是本领域研究者关注的重点;20世纪末21世纪初,发文突发强度较高的作者有胡世林、张万福和陈家春,2015年～2020年较为活跃的有黄林芳、袁媛等;中国中医科学院在道地药材的研究中贡献了最多的科研力量;黄璐琦、郭兰萍、胡世林、肖小河等研究者处于较核心地位;有关道地药材的研究者主要来自高校或科研机构。结论我国有关道地药材的研究受学术大背景及政策环境的引导作用明显,管理部门可从科学设计政策框架、推行标准化建设、促进行业内外合作交流等方面进一步推进行业发展。

关键词：道地药材中药资源微量元素科研机构

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软土HSS模型参数现有试验成果统计分析

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岩土工程学报 2021年第S2期43卷 197-201页

作者：陈赟罗敏敏夏能武何鹏浙江大学浙江大学建筑设计研究院有限公司上海隧道工程有限公司

小应变土体硬化模型(HSS模型)因能考虑土体的小应变特性,在模拟和预测软土地区变形控制要求严格的地下工程的变形规律和变形量方面,有着较高的准确度,从而得到广泛应用。但HSS模型的参数较多,试验取值比较麻烦,工程中更多的是经验取值... 详细信息

小应变土体硬化模型(HSS模型)因能考虑土体的小应变特性,在模拟和预测软土地区变形控制要求严格的地下工程的变形规律和变形量方面,有着较高的准确度,从而得到广泛应用。但HSS模型的参数较多,试验取值比较麻烦,工程中更多的是经验取值。目前关于软土HSS模型参数的研究有一定的成果积累,但仍有进一步丰富的必要。对现有试验成果进行归纳和统计分析,得到软土的破坏比、参考模量及小应变参数的取值范围或比例关系,可为工程应用提供经验参考。

关键词：软土 HSS模型参数取值统计分析

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艺术院校大学生思想政治教育的途径探析

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红河学院学报 2018年第5期16卷 136-139页

作者：夏能云南艺术学院马克思主义学院昆明650500

艺术院校是培养高素质、高水平艺术人才的源头和阵地,承担着为我国培养德艺双馨综合性艺术人才的重任。提高艺术类大学生的思想政治教育水平,既是艺术院校"立德树人"的重要举措,也是新形势下加强和改进艺术类大学生思想政治教育的必然... 详细信息

艺术院校是培养高素质、高水平艺术人才的源头和阵地,承担着为我国培养德艺双馨综合性艺术人才的重任。提高艺术类大学生的思想政治教育水平,既是艺术院校"立德树人"的重要举措,也是新形势下加强和改进艺术类大学生思想政治教育的必然选择。艺术院校的大学生思想政治教育,既要遵循思想政治工作的一般规律,也要结合艺术类大学生的个性特点和专业特征,开展因材施教。

关键词：艺术院校大学生思想政治教育途径

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