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生物组织内低频振动声信号特性仿真研究

应用声学 2024年第5期43卷 1070-1078页

作者：确太降初贺新明罗婕妤曹琳娜李雁浩重庆医科大学生物医学工程学院超声医学工程国家重点实验室重庆400016 超声医疗国家工程研究中心重庆401121

振动声成像是一种新兴的超声成像方式,它是通过间接获取生物组织的声学和机械信息进行成像,同时弥补了传统超声医学成像分辨率不足的问题,具有潜在的临床应用价值。然而,目前振动声成像的组织对比度不高,其中一个重要原因是需要进一步... 详细信息

振动声成像是一种新兴的超声成像方式,它是通过间接获取生物组织的声学和机械信息进行成像,同时弥补了传统超声医学成像分辨率不足的问题,具有潜在的临床应用价值。然而,目前振动声成像的组织对比度不高,其中一个重要原因是需要进一步明晰不同生物组织内的低频振动声信号特性,因此探究不同组织对低频声振动的敏感度和差异性极具价值。该文基于k-Wave声学仿真平台,通过构建扇形阵列双频聚焦超声的声传播仿真模型,计算并分析了共焦区的声辐射力大小及低频振动声信号的幅值特性。此外,考察了生物组织特性、双频聚焦超声换能器的张角大小、中心频率以及分瓣数对低频振动声信号幅值的影响。仿真研究结果表明:不同生物组织内低频振动声信号的幅值存在差异,与组织参数密不可分。使用大张角聚焦超声换能器可增大共焦区的动态声辐射力,进而提高超声激发声发射信号强度。此外,换能器中心频率的选取会影响超声激发声发射信号的强度;改变换能器分瓣数N的大小,超声激发声发射信号幅值的变化不明显。该研究为明晰不同生物组织内振动声成像的物理机制提供了理论支撑。

关键词：双频聚焦超声振动声成像低频振动声信号生物组织

微流控离子浓差极化芯片研制及其生化检测中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年第7期51卷 1618-1631页

作者：贺志恒王小丽葛闯徐溢重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室&光电技术与系统教育部重点实验室重庆400044 重庆大学光电工程学院重庆400044 重庆邮电大学生命健康信息科学与工程学院重庆400065 重庆大学肿瘤医院肿瘤转移转化与个体化治疗重点实验室重庆400030

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对IC... 详细信息

离子浓差极化(ion concentration polarization,ICP)现象是在外加电场作用下发生在微纳交界面处的一种电富集现象,将ICP现象与微流控分析技术相结合,可广泛应用于生化分析中带电粒子预富集、目标物分离、靶标物检测等领域。本文首先对ICP原理及微流控ICP芯片进行了简要介绍,梳理总结了ICP芯片的制备技术和方法,其中重点关注了微流道结构设计、纳米结构制备与设计等方面的研究现状与进展。首先对基础单通道ICP芯片的结构进行分析,进而对并行通道ICP芯片结构以及集成多功能的微流控ICP芯片进行了总结和讨论,列举了ICP芯片中纳米结构的制备方法及其优缺点。进而,讨论了优化ICP芯片的富集效能途径,可通过引入多场耦合、阀门控制等多种手段,实现对靶标物的富集效能优化。最后,针对ICP芯片在多种带电生化样本分析检测中的应用进行综述,指出ICP芯片在匹配检测目标生物特性方面面临挑战,需要提高富集效率和选择性,解决流体控制、混合及传输问题。可以看到,微流控ICP芯片具有处理样本流量低、分离富集效果好、检测效率高以及易于集成化和小型化等优势,在生化检测领域展示出很好的研究意义和实用前景。

关键词：离子浓差极化微纳结构微流控芯片分离富集生化检测

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经颅随机噪声刺激的研究进展

中国生物医学工程学报 2024年第2期43卷 227-239页

作者：邹惠茹张治国黄淦李琳玲梁臻张力魏晋文深圳大学生物医学部生物医学工程学院广东深圳518060 广东省医学信息检测与超声成像重点实验室广东深圳518060 哈尔滨工业大学(深圳)计算机科学与技术学院广东深圳518055 鹏城实验室广东深圳518055

经颅随机噪声刺激(tRNS)是一种利用随机噪声电流调控大脑神经元活动的技术,其通过随机共振等机制影响大脑活动和认知行为,在神经科学和神经病理学等领域展示出较为突出的调控效果,得到越来越多的关注和应用。综述经颅随机噪声刺激的生... 详细信息

经颅随机噪声刺激(tRNS)是一种利用随机噪声电流调控大脑神经元活动的技术,其通过随机共振等机制影响大脑活动和认知行为,在神经科学和神经病理学等领域展示出较为突出的调控效果,得到越来越多的关注和应用。综述经颅随机噪声刺激的生理效应和实施方法,以及在知觉、运动、学习和记忆以及脑疾病康复等方面的应用,总结相关研究现状和发展趋势。

关键词：经颅随机噪声刺激知觉运动学习和记忆

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A549细胞针对A型流感病毒的抗病毒反应

中国病原生物学杂志 2024年第8期19卷 880-885页

作者：杨宣叶高明阳胡欣妍王进千马晓霞西北民族大学生物医学研究中心生物工程与技术国家民委重点实验室甘肃兰州730030 西北民族大学生命科学与工程学院

目的了解IAV在A549细胞中的增殖,探究IAV感染A549细胞后所被激活的抗病毒反应。方法以IAV感染人肺腺癌上皮细胞(A549)细胞为模型,通过实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)、Western blot以及噬斑实验测定IAV在A549细胞中的增殖。Western blot... 详细信息

目的了解IAV在A549细胞中的增殖,探究IAV感染A549细胞后所被激活的抗病毒反应。方法以IAV感染人肺腺癌上皮细胞(A549)细胞为模型,通过实时荧光定量PCR法(qRT-PCR)、Western blot以及噬斑实验测定IAV在A549细胞中的增殖。Western blot检测IAV感染A549细胞36 h后,p-NF-κB、IκBα和p-IκBα蛋白表达水平。通过qRT-PCR检测IFN信号通路的激活以及IFN刺激基因的表达。收集IAV感染A549细胞36 h及48 h上清,与新鲜培养基混合培养IAV感染A549细胞,qRT-PCR法检测内源性IFN对IAV增殖的抑制作用。结果 IAV感染A549细胞36 h后RNA水平达到最高值4.86×10~6,Western blot与噬斑试验均证明IAV在A549细胞中有效增殖。IAV显著促进A549细胞中磷酸化NF-κBp65和磷酸化IκBα的蛋白表达。IAV可有效激活A549细胞中的IFN信号通路,并诱导产生Ⅰ型IFN(IFNβ)以及Ⅲ型IFN(IFNλ1、IFNλ2、IFNλ3)为主的细胞因子,其中36 h分别是0 h的(16.77±0.6614)、(323.5±41.88)、(3632±240.2)和(4690±231.3)倍。同时,IAV感染A549细胞后可诱导产生一系列具有广谱抗病毒作用的IFN刺激基因(IFN-stimulated genes, ISGs),如CXCL10、RIG-I、MX1、CCL5、IFI27、STAT1、ISG15,分别是对照组的(684.8±50.37)、(70.19±2.917)、(290.8±10.71)、(203.8±4.994)、(205.0±6.046)、(5.974±0.1550)和(603.0±70.25)倍。此外,收集的病毒感染36h和48 h的细胞培养上清对病毒复制均有显著的抑制作用,分别为对照组的(-0.1231±0.05704)和(-0.3519±0.05257)倍。结论 IAV感染A549细胞激活IFN与ISGs,有效促进磷酸化NF-κBp65的蛋白表达,为研究不同细胞系针对不同亚型流感病毒的抗病毒反应的差异提供参考依据,有助于进一步探究IAV与常用细胞系A549的相互作用机理。

关键词：甲型流感病毒干扰素 NF-κB 抗病毒反应

静态性牵张诱导神经突起导向生长的Slit/Robo分子机制的研究

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医用生物力学 2024年第S1期 91-92页

作者：肖宇辰安子通阿如汗程宇婧白若妍黄子阳樊瑜波刘美丽北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京航空航天大学北京市生物医学工程高精尖创新中心

目的神经元在发育过程中,轴突会在通过中线时受到不同的吸引或排斥信号,引起神经轴突延伸或回缩。而牵张可引起神经元与下端所支配神经元发生突触连接,其作用机制不明确。而探明Slit/Robo信号通路在牵张诱导轴突延伸中的调节机制是神...

目的神经元在发育过程中,轴突会在通过中线时受到不同的吸引或排斥信号,引起神经轴突延伸或回缩。而牵张可引起神经元与下端所支配神经元发生突触连接,其作用机制不明确。而探明Slit/Robo信号通路在牵张诱导轴突延伸中的调节机制是神经再生的关键。方法采用静态性牵拉,对体外培养的DRG神经元分别进行2.5%、 5%、7.5%和10%的张应变,探究不同加载时间4、8、12 h后DRG神经元生长的影响,免疫荧光染色检测细胞突起的偏转角度和延伸情况,并导向分子Slit2及其受体Robo2的基因和蛋白表达进行PCR和WB检测。结果在牵张张应变2.5%、4 h后DRG神经元生长良好,但是突起长度延伸不显著。随着张应变增加至5%时,其存活率和突起长度显著性增加,轴突顺应牵张力的方向生长。随着牵张加载至10%、12 h时,细胞存活率下降,活细胞数显著性减低,突起出现显著性断裂损伤,不利于神经细胞的生长。从FDA和CCK-8以及细胞突起长度和突起偏转方向等检测结果,牵张5%、4 h适合DRG神经元的生长。此外,牵张5%、4 h作用后细胞内Slit2和Robo2的m RNA和蛋白表达显著性下降,显著性促进了神经元的导向生长。提示牵张在5%、4 h后对神经突起的排斥作用减弱,有助于神经突起的延伸性生长。研究结果为今后牵拉用于神经再生提供了新的方法。

关键词：

生物材料促进角膜碱烧伤修复的作用机制和应用途径

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2162-2170页

作者：肖辉李冬妍汲婧王丽珍北京航空航天大学生物与医学工程学院生物力学与力生物学教育部重点实验室北京市生物医学工程高精尖创新中心北京市100083

背景:在角膜碱烧伤治疗中,传统治疗方法存在多种局限,尤其在控制炎症、预防新生血管形成和抑制角膜瘢痕化方面表现不佳。天然材料、合成材料或复合材料为治疗提供了多元化的选择,然而生物材料促进角膜碱烧伤修复的相关机制尚未形成系统... 详细信息

背景:在角膜碱烧伤治疗中,传统治疗方法存在多种局限,尤其在控制炎症、预防新生血管形成和抑制角膜瘢痕化方面表现不佳。天然材料、合成材料或复合材料为治疗提供了多元化的选择,然而生物材料促进角膜碱烧伤修复的相关机制尚未形成系统深入的认识。目的:对目前生物材料促进角膜碱烧伤修复的国内外研究进行梳理,综述生物材料修复角膜碱烧伤的机制及其应用途径。方法:第一作者以“角膜,碱烧伤,羊膜,透明质酸,胶原,壳聚糖,高分子材料”“Amniotic membrane,Hyaluronic acid,Collagen,Chitosan,Polymer,Cornea,Alkali burn”为关键词在Pub Med、Web of Science、中国知网和万方文献数据库内检索,根据纳入标准和排除标准,最终纳入符合要求的76篇文献进行综述。结果与结论:(1)在角膜碱烧伤修复领域,羊膜、透明质酸、胶原、壳聚糖和可降解高分子材料等生物材料被广泛研究和应用,这些生物材料各有其特点和优缺点,在不同方面都有所突出。(2)首先,羊膜因含丰富的生物活性因子而被认为是最有前景的生物材料之一,其生物相容性良好,并且能够调节角膜炎症反应,但是存在供体短缺和易感染疾病的问题。(3)透明质酸具有良好的保湿性和生物相容性,并且能够提高角膜细胞的生存率和增加角膜透明度。(4)胶原具有良好的生物相容性和支架结构,能够促进角膜细胞的黏附和增殖,促进角膜组织结构的重建。(5)壳聚糖具有良好的生物相容性和可降解性,可作为载体用于药物递送和细胞移植。(6)可降解高分子材料具有较好的降解可控性,可为角膜碱烧伤的修复提供良好的支持和递送平台,但其稳定性和生物相容性仍需进一步研究。(7)综合来看,目前还没有一种生物材料能够完全解决角膜碱烧伤的修复问题,每种生物材料都有其特定的适用场景和局限性。(8)未来的研究方向应该是通过进一步改进生物材料的性能和结构,探索更有效的组合应用方式,以及深入了解生物材料与角膜组织的相互作用机制,以提高角膜碱烧伤的治疗效果和患者的生活质量。

关键词：角膜碱烧伤生物材料修复机制羊膜透明质酸壳聚糖高分子材料综述

余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍对高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用

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食品科学 2024年第8期45卷 96-104页

作者：任兴远王文博桂兰兰郝润华王少康陈希民孙桂菊东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室江苏南京210009 中国营养学会营养与保健食品分会北京100069

目的:研究余甘子、余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍对高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用。方法:实验组、模型对照组和阳性对照组大鼠给予高脂饲料进行喂养,空白对照组大鼠给予普通饲料进行喂养;同时实验组分别灌胃余甘子、余甘子茶多酚混合... 详细信息

目的:研究余甘子、余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍对高脂饮食诱导大鼠肥胖的预防作用。方法:实验组、模型对照组和阳性对照组大鼠给予高脂饲料进行喂养,空白对照组大鼠给予普通饲料进行喂养;同时实验组分别灌胃余甘子、余甘子茶多酚混合物、余甘子左旋肉碱混合物。灌胃结束后称量大鼠体质量、体内肾周脂肪、睾周脂肪质量,检测大鼠血清及肝脏组织中血脂4项水平。测定血清中瘦素、抵抗素和脂联素水平,检测肝脏内相关酶活性、总蛋白水平及脂肪组织内mRNA的表达情况,观察余甘子、余甘子与茶多酚、左旋肉碱配伍对预防肥胖模型大鼠的减肥效果及肝损伤影响。结果:模型对照组大鼠体质量、体内脂肪含量相较于空白对照组有明显增加,且差异具有显著性(P<0.001)。在余甘子的调节作用下,余甘子干预组与余甘子左旋肉碱配伍干预组大鼠体质量显著下降,肾周脂肪和睾周脂肪质量及其系数也显著降低,血清和肝脏中总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇水平显著降低,高密度脂蛋白胆固醇水平显著升高,同时血清中瘦素、抵抗素水平显著降低,脂联素水平升高;肝脏中碱性磷酸酶、天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶活性和丙二醛含量下降,超氧化物歧化酶活性增加;脂肪组织内单磷酸腺苷依赖蛋白激酶α-2 mRNA的表达显著上调。余甘子茶多酚配伍干预组预防肥胖效果并不显著。结论:余甘子能够预防高脂饮食诱导的大鼠肥胖,且单独使用效果优于余甘子与茶多酚或左旋肉碱配伍使用。

关键词：余甘子茶多酚左旋肉碱高脂饮食预防肥胖

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口腔硬组织修复材料仿生设计制备和临床转化

北京大学学报（医学版） 2024年第1期56卷 4-8页

作者：赵菡卫彦张学慧杨小平蔡晴宁成云徐明明刘雯雯黄颖何颖郭亚茹江圣杰白云洋吴宇佳郭雨思郑晓娜李文静邓旭亮北京大学口腔医学院·口腔医院综合科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心国家药品监督管理局口腔材料重点实验室北京 100081 北京大学口腔医学院·口腔医院特诊科国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心国家药品监督管理局口腔材料重点实验室北京 100081 北京大学口腔医学院·口腔医院材料研究室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心国家药品监督管理局口腔材料重点实验室北京 100081 北京化工大学材料科学与工程学院生物材料系有机无机复合材料国家重点实验室生物医用材料北京实验室北京100029 华南理工大学材料科学与工程学院生物材料系国家人体组织功能重建工程技术研究中心广东省生物医学工程重点实验室广州 510641

Oral diseases concern almost every individual and are a serious health risk to the *** restorative treatment of tooth and jaw defects is an important means to achieve oral function and support the appearance of the *** on the principle of"learning from the nature",Deng Xu-liang's group of Peking University School and Hospital of Stomatology has proposed a new concept of"microstructural biomimetic design and tissue adaptation of tooth/jaw materials"to address the worldwide problems of difficulty in treating dentine hypersensitivity,poor prognosis of restoration of tooth defects,and vertical bone augmentation of alveolar bone after tooth *** group has broken through the bottle-neck of multi-stage biomimetic technology from the design of microscopic features to the enhancement of macroscopic effects,and invented key technologies such as crystalline/amorphous multi-level assembly,ion-transportation blocking,and multi-physical properties of the micro-environment reconstruction,*** group also pioneered the cationic-hydrogel desensitizer,digital stump and core integrated restora-tions,and developed new crown and bridge restorative materials,gradient functionalisation guided tissue regeneration membrane,and electrically responsive alveolar bone augmentation restorative membranes,*** products have established new clinical strategies for tooth/jaw defect repair and achieved inno-vative *** conclusion,the research results of our group have strongly supported the theoretical im-provement of stomatology,developed the technical system of oral hard tissue restoration,innovated the clinical treatment strategy,and led the progress of the stomatology industry.

关键词：牙齿修复材料骨组织引导再生膜电学微环境骨充填材料生物力学

来源：博看期刊评论

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经颅神经电磁调控人体头部物理模型研究

生物医学工程学杂志 2024年第1期41卷 98-104页

作者：武祯吴念霜张丞吴昌哲霍小林张广浩中国科学院电工研究所生物电磁学北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049

经颅磁刺激(TMS)作为一种广泛应用的神经调控技术,对于治疗神经、精神疾病的效果已经得到证实。TMS引起的颅内电场与治疗效果密切相关,准确测量TMS产生的颅内电场具有重要意义,但直接对人体进行颅内测量将面临技术、安全、伦理等多种问... 详细信息

经颅磁刺激(TMS)作为一种广泛应用的神经调控技术,对于治疗神经、精神疾病的效果已经得到证实。TMS引起的颅内电场与治疗效果密切相关,准确测量TMS产生的颅内电场具有重要意义,但直接对人体进行颅内测量将面临技术、安全、伦理等多种问题限制。因此,本文旨在构建一个能够模拟真实大脑电导率和解剖结构的人体头部物理模型,以便代替真实大脑实现颅内电场测量。本文根据真实大脑各层组织的电导率选取和制备了合适的模拟材料,并基于核磁共振图像对各层组织进行了图像分割、三维重建及三维打印等过程,完成了对人体头部物理模型各层组织的制作,最后将各层组织组合起来构成完整的人体头部物理模型。对TMS线圈施加于人体头部物理模型所产生的感应电场进行测量,进一步验证了该人体头部物理模型的导电性。本文的研究为TMS颅内电场分布研究提供了有效的实验工具。

关键词：经颅磁刺激人体头部物理模型电导率颅内电场