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高速电磁能推进装置枢轨接触特性分析及实验研究

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 28-36页

作者：祝丽花刘平谷雨茜郝建英田子豪杨庆新天津理工大学新能源电力变换传输与智能控制天津市重点实验室天津300384

为准确分析高速增强型电磁能推进装置枢轨接触特性,提出了一种数值计算与实验测量相结合的方法,对推进装置枢轨接触特性进行动态分析。首先,建立接触电阻与膛口电压、轨道电流、磁场等物理量之间的数学模型,并设计实验对膛口电压、轨道... 详细信息

为准确分析高速增强型电磁能推进装置枢轨接触特性,提出了一种数值计算与实验测量相结合的方法,对推进装置枢轨接触特性进行动态分析。首先,建立接触电阻与膛口电压、轨道电流、磁场等物理量之间的数学模型,并设计实验对膛口电压、轨道电流、电枢速度以及空间磁场等装置参数进行测量;其次,通过膛口电压与轨道电流等实验测量数据和有限元数值计算结果,对增强型电磁能推进装置枢轨接触电阻进行计算;进一步根据接触电阻计算结果与电枢速度特性曲线,对不同阶段下推进装置枢轨接触特性进行分析;最后,将服役后的导轨进行拆解和形貌扫描,通过样貌图侧面验证了不同阶段接触特性分析的可靠性。研究结果表明:初始阶段枢轨接触电阻最大可达8.5 mΩ,且轨道在此阶段损伤较为严重;在加速至中高速阶段,接触电阻基本平稳在0.78 mΩ左右,枢轨接触状态较为稳定;在高速运动至出口阶段,接触电阻波动幅度较大,电接触稳定性差。研究内容可为轨道磨损以及提高系统性能等提供基础数据和新的可靠参考。

关键词：电磁能推进装置高速状态接触电阻轨道形貌枢轨接触

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九十一种炎症蛋白与颈椎间盘退变的因果关系

中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3732-3740页

作者：刘帅祎赵晓璇李奇邢政李庆雯褚晓蕾天津体育学院运动健康学院天津市运动生理学与运动医学重点实验室天津市300381 天津市天津医院康复科天津市300000

背景:颈椎间盘退变是一种常见的退行性疾病,而炎症蛋白在颈椎间盘退变中起到重要作用,但其中的具体机制仍有待深入研究。目的:采用孟德尔随机化方法来评估91种炎症蛋白与颈椎间盘退变之间的潜在因果关系。方法:获取91种炎症蛋白的全基... 详细信息

背景:颈椎间盘退变是一种常见的退行性疾病,而炎症蛋白在颈椎间盘退变中起到重要作用,但其中的具体机制仍有待深入研究。目的:采用孟德尔随机化方法来评估91种炎症蛋白与颈椎间盘退变之间的潜在因果关系。方法:获取91种炎症蛋白的全基因组关联分析统计数据(从GCST90274758到GCST90274848)和芬兰数据库中颈椎间盘退变的全基因组关联分析数据(finngen_R10_M13_CERVICDISCV)。采用逆方差加权法、MR-Egger回归法、加权中位数法、加权模型法和简单模型法来研究炎症蛋白与颈椎间盘退变之间的因果关系。敏感性分析检验孟德尔随机化分析结果是否可靠,然后以同样方法进行反向孟德尔随机化分析。结果与结论:①正向分析结果表明,共有6种炎症蛋白与颈椎间盘退变有显著的因果关系,其中胶质细胞系源性神经营养因子水平(OR=1.095,95%CI:1.012-1.184,P=0.023)、白细胞介素4水平(OR=1.094,95%CI:1.002-1.194,P=0.045)和单核细胞趋化蛋白1水平(OR=1.062,95%CI:1.001-1.127,P=0.048)与颈椎间盘退变风险呈直接的正向因果关联;白细胞介素17 C水平(OR=0.906,95%CI:0.839-0.979,P=0.013)、白细胞介素18水平(OR=0.924,95%CI:0.866-0.986,P=0.017)和白细胞介素2水平(OR=0.894,95%CI:0.821-0.973,P=0.010)与颈椎间盘退变风险呈直接的负向因果关联。②反向分析结果表明,当颈椎间盘退变作为暴露数据时,与91种炎症蛋白均不具有显著因果关系。③敏感性分析结果显示:双向孟德尔随机化的Cochran’s Q检验、MR-Egger回归法和MR-PRESSO结果P值均大于0.05,表明炎症蛋白与颈椎间盘退变之间的因果效应分析不存在显著的异质性和多效性。④上述结果证实,胶质细胞系源性神经营养因子水平、白细胞介素4水平、单核细胞趋化蛋白1水平、白细胞介素17C水平、白细胞介素18水平和白细胞介素2水平与颈椎间盘退变之间可能具有较为显著的潜在因果关系,这为研究颈椎间盘退变潜在的机制、探索颈椎间盘退变的早期防治以及相关的药物治疗提供了有价值的线索。

关键词：颈椎间盘退变退行性疾病炎症蛋白孟德尔随机化因果关系遗传学全基因组关联研究单核苷酸多态性

肌肉负荷对股骨干骨折早期愈合生物力学影响的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4413-4420页

作者：程超然张峻霞贾军天津科技大学机械工程学院天津市300222 天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津科技大学天津市300222 天津市天津医院骨科天津市300200

背景:以往的研究多通过忽略肌肉负荷和采用简化股骨负荷的方式,进行骨折早期愈合的生物力学分析。然而,肌肉负荷对骨折早期愈合产生的生物力学影响尚不清楚。目的:构建不同的股骨负荷模型,研究肌肉负荷对骨折愈合的生物力学影响,帮助临... 详细信息

背景:以往的研究多通过忽略肌肉负荷和采用简化股骨负荷的方式,进行骨折早期愈合的生物力学分析。然而,肌肉负荷对骨折早期愈合产生的生物力学影响尚不清楚。目的:构建不同的股骨负荷模型,研究肌肉负荷对骨折愈合的生物力学影响,帮助临床医生更好地理解骨折愈合的生物力学过程,优化治疗方案。方法:利用AnyBody Modeling System软件构建个性化的人体肌肉骨骼系统,通过仿真分析以获取体内的肌肉骨骼负荷模型。该模型和采用改进简化负荷方法、简化负荷方法构建的股骨负荷模型,分别作为有限元输入的边界条件,对站立状态下锁定加压钢板应力应变、骨折块应变进行分析。结果与结论:(1)与简化负荷方法相比,肌肉骨骼方法得到的锁定加压钢板应力、应变和骨折块应变分别小了31.9%;38.9%和19.5%;(2)肌肉骨骼方法与改进简化负荷方法对比发现,忽略肌肉负荷则会造成锁定加压钢板的应力、应变和骨折块应变分别高估16.8%,14.3%和19.5%,肌肉负荷对骨折块的剪切运动大小无明显影响,而对运动方向有明显的影响;(3)结果表明,简化股骨负荷和忽略肌肉负荷的方法与肌骨骨骼负荷情况存在一定的偏差,因此,在研究骨折愈合时需考虑肌肉负荷的生物力学影响。

关键词：肌肉负荷骨折愈合锁定加压钢板骨折块应变有限元分析

膜片钳技术10年发展:基于CiteSpace和VOSviewer的可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6717-6726页

作者：郭海珍丛紫东赵玉珂李晓凤于露钱舒乐王润英杜武勋天津中医药大学天津市301617 天津中医药大学第二附属医院天津市300150

背景:膜片钳技术作为研究离子通道的“金标准”,已有40多年的发展历史。然而,科研机构的研究内容相对独立,没有对现有研究成果进行系统总结,导致现有研究存在重复性高、创新性弱的现象。因此,急需对膜片钳技术做一个全面的回顾,以明晰... 详细信息

背景:膜片钳技术作为研究离子通道的“金标准”,已有40多年的发展历史。然而,科研机构的研究内容相对独立,没有对现有研究成果进行系统总结,导致现有研究存在重复性高、创新性弱的现象。因此,急需对膜片钳技术做一个全面的回顾,以明晰现今的研究现状、热点和未来发展方向。目的:总结近10年膜片钳技术领域的研究现状和发展趋势。方法:使用Web of Science核心合集数据库收集了2013-2023年关于膜片钳技术的出版物。采用CiteSpace和VOSviewer软件对出版物数量进行量化分析,并分析文献条目网络,包括国家、机构、期刊、作者、关键词、高被引文献和共被引参考文献。结果与结论:①近10年间,膜片钳技术领域研究已逐步进入稳定发展阶段。②中国和美国是这方面的领先国家,中国科学院是具有核心影响力的机构,《Journal of Neuroscience》是主要出版刊物,PARK,WON SUN团队(韩国全北国立大学)和CHU,LI团队(中国河北省心脑血管病中医药防治研究重点实验室)在该领域作出了杰出的贡献,但团队之间的协作与交流较少,尚未形成网络合作模式。③膜片钳技术主要应用在神经系统的电生理特性及其疾病的病理机制方面,是研究人员持续关注的焦点。④在心血管系统电生理特性及其疾病病理机制的研究方面,对原代心肌细胞、诱导多能干细胞衍生的心肌细胞的电生理特性和心房颤动、心脏毒性、心源性猝死和高血压等心血管疾病的病理机制方面的研究,是近几年来研究的热点。⑤在膜片钳技术与其他生物技术的结合应用方面,关注的是与光遗传学、双光子钙成像等技术的交叉融合,将是一个重要的研究方向。⑥在药物筛选及治疗靶点的识别研究方面,尤其对于膜片钳技术和中药复方的研究,将成为未来组分中药研究中的一大助力。

关键词：膜片钳技术全细胞记录文献计量学 CiteSpace VOSviewer 可视化分析神经科学电生理病理机制离子通道

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最大脂肪氧化强度运动改善超重或肥胖人群身体成分、心肺耐力和脂质代谢的Meta分析

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中国全科医学 2025年第3期28卷 335-345页

作者：卢冬磊谭思洁杨风英天津体育学院天津市体卫融合与健康促进重点实验室天津市301617 天津体育学院运动训练学院天津市301617 山东体育学院运动与健康学院山东省济南市250102

背景研究证实,超重或肥胖人群体质(体成分、心肺耐力、脂质代谢)与肥胖密切相关,并可能存在双向关联。最大脂肪氧化强度(FATmax)运动作为一种新型运动干预手段,可有效促进体质改善,但改善效果的量化关系需要进一步探讨。目的系统评价F... 详细信息

背景研究证实,超重或肥胖人群体质(体成分、心肺耐力、脂质代谢)与肥胖密切相关,并可能存在双向关联。最大脂肪氧化强度(FATmax)运动作为一种新型运动干预手段,可有效促进体质改善,但改善效果的量化关系需要进一步探讨。目的系统评价FATmax运动对超重或肥胖人群体质相关指标的干预效果。方法检索Pubm Med、Web of Science、EBSCO、中国知网、维普网、万方数据知识服务平台,检索FATmax运动对超重或肥胖患者身体成分、心肺耐力、脂质代谢相关指标干预效果的随机对照试验,检索时间为2001年1月—2024年1月。基于Cochrane风险偏倚评估工具评估纳入文献的质量,Meta分析由Rev Man 5.4软件完成。结果共纳入16项随机对照试验,包含568例超重或肥胖患者。Meta分析结果显示,与对照组相比,FATmax运动干预组身体成分[BMI:WMD=-1.82,P60 min/次的组合运动。结论 FATmax运动可显著改善超重或肥胖患者BMI、BFR、WHR、VO2_(max)、TG、HDL-C、LDL-C结局指标,但对TC并无改善作用。

关键词：最大脂肪氧化强度超重肥胖身体成分心肺耐力血脂

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可降解药物洗脱消化道支架的研究进展与前景

中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4784-4794页

作者：李楠范慧娟刘涛涛夏时海天津中医药大学天津市301617 中国人民武装警察部队特色医学中心消化内科天津市肝脏胰腺纤维化与分子诊疗重点实验室天津市300162

背景:目前消化道支架的临床应用较为普遍,常规的自膨胀金属及塑料支架存在易移位、取出困难、术后再狭窄等问题,可降解药物洗脱消化道支架凭借生物可降解、术后再狭窄率低等优点成为消化道支架研究的热点。目的:总结可降解药物洗脱消化... 详细信息

背景:目前消化道支架的临床应用较为普遍,常规的自膨胀金属及塑料支架存在易移位、取出困难、术后再狭窄等问题,可降解药物洗脱消化道支架凭借生物可降解、术后再狭窄率低等优点成为消化道支架研究的热点。目的:总结可降解药物洗脱消化道支架的研究进展,对可降解药物洗脱消化道支架的前景作出展望。方法:检索中国知网、万方、Pub Med、Web of Science数据库中1994年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“可降解,药物洗脱支架,食管支架,胆道支架,胰管支架,肠道支架,消化道支架”,英文检索词为“biodegradable,drug-eluting stent,esophageal stent,biliary stent,pancreatic duct stent,intestinal stent,gastrointestinal stent”,最终纳入64篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)可降解药物洗脱消化道支架以生物可降解材料为主体,搭载并局部洗脱不同治疗目的的药物,发挥物理支撑及药物治疗双重作用。通过调整支架材料性质、改进制造工艺及辅助手段可以加快或减缓支架降解速度,满足临床需求。药物洗脱技术以药物涂层、纳米颗粒、聚合物载药膜等为载药平台,使药物精准释放,提高病变部位局部药物浓度,减少药物损耗及毒性药物的全身吸收量。(2)可降解药物洗脱消化道支架主要为一种或多种功能性药物结合可生物降解聚合物、金属或纳米纤维材料。可用的功能性药物分为抗炎抗增生类、抗肿瘤类、溶石类、酶抑制剂类。(3)维持支架机械性能稳定和精准控释药物是可降解药物洗脱消化道支架现阶段需要解决的问题,开发新型可降解消化道支架,研究新型载药及释药方式、制造工艺和辅助手段是未来研究方向。

关键词：可降解药物洗脱支架食管支架胆道支架胰管支架肠道支架消化道支架

重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回钾离子通道的影响

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2544-2552页

作者：钱磊于洪丽赵秀芝朱俞灿河北工业大学生命科学与健康工程学院天津市300130 河北工业大学天津市生物电工与智能健康重点实验室天津市300130 河北工业大学省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室天津市300130

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),... 详细信息

背景:经颅磁刺激已经被用于治疗阿尔茨海默病,但其机制尚未完全明确。目的:分析重复经颅磁刺激对阿尔茨海默病小鼠海马齿状回神经兴奋性的作用机制。方法:采用随机数字表法,将16只C57BL/6小鼠随机分为对照组(n=8)、对照+磁刺激组(n=8),将16只APP/PS1小鼠随机分为痴呆组(n=8)、痴呆+磁刺激组(n=8),对照+磁刺激组与痴呆+磁刺激组给予重复经颅磁刺激,2 h/d,连续刺激14 d。磁刺激结束后,采用水迷宫实验检测小鼠认知能力,全细胞膜片钳技术采集动作电位,分析阿尔茨海默病对动作电位的影响;全细胞膜片钳技术采集钾离子通道电流,分析其动力学特性对神经兴奋性的作用。结果结论:①水迷宫实验结果显示,正常小鼠接受重复经颅磁刺激后能够更加精准地找到确定原平台位置,阿尔茨海默病导致小鼠学习记忆能力下降,找到平台次数下降,海马齿状回神经元退化,而重复经颅磁刺激可提高阿尔茨海默病小鼠的学习记忆能力;②全细胞膜片钳技术检测结果显示,重复经颅磁刺激能够使阿尔茨海默病小鼠神经元更容易发生去极化,使神经元更易兴奋;③钾离子通道电流分析结果显示,阿尔茨海默病使得瞬时外向钾通道半数激活电压增大,失活曲线向着去极化方向偏移,复活时间常数延长,使得延迟整流钾通道激活曲线向着去极化的方向偏移,而重复经颅磁刺激干预延迟了钾离子通道的打开与关闭,抑制了细胞内钾离子的外流,使得细胞内保持较高浓度K^(+),提高了神经元兴奋性;④结果表明,重复经颅磁刺激可能通过提高海马齿状回颗粒神经元兴奋性来缓解认知能力的衰退。

关键词：重复经颅磁刺激全细胞膜片钳 K+通道水迷宫神经兴奋性学习记忆动作电位

融合注意力与自适应加权特征金字塔的铝型材缺陷检测

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光电子·激光 2025年第1期36卷 53-60页

作者：赵伟刘国华天津工业大学机械工程学院天津市现代机电装备技术重点实验室

本文提出了一种新的铝型材缺陷检测方法，以解决现有方法在精度和小目标缺陷检测方面存在的问题。首先在特征提取网络中引入坐标注意力机制(coordinate attention, CA),以防止信息丢失，从而避免缺陷漏检。其次，引入自适应加权特征金字... 详细信息

本文提出了一种新的铝型材缺陷检测方法，以解决现有方法在精度和小目标缺陷检测方面存在的问题。首先在特征提取网络中引入坐标注意力机制(coordinate attention, CA),以防止信息丢失，从而避免缺陷漏检。其次，引入自适应加权特征金字塔(adaptive weighted feature pyramid, AWFPN),优化特征图的感受野和注意力融合，从而提升缺陷特征的捕获和利用效率。同时，改进了边界框回归损失函数，更好地处理缺陷尺度变化和定位误差，从而在提高检测精度的同时加快了模型的收敛速度。实验结果显示，该方法在提升检测效果方面取得显著进展，尤其在脏点和划痕等缺陷的识别能力上有明显提升。

关键词：铝型材缺陷检测注意力机制深度学习 YOLOv5

经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质网络可塑性的影响

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中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1108-1117页

作者：张帅李子春徐亦豪谢晓峰郭忠圣赵清扬省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401 天津市生物电工与智能健康重点实验室生命科学与健康工程学院河北工业大学天津市300401

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的... 详细信息

背景:经颅磁声电刺激是一种新型无创的神经调控技术,利用超声波与静磁场耦合作用产生的感应电场调节神经系统的放电活动,但其影响大脑突触可塑性的作用机制研究尚浅。目的:探讨经颅磁声电刺激强度对小鼠前额叶皮质神经网络突触可塑性的影响。方法:①动物实验:将24只C57小鼠平均且随机分为4组,对照组(接受伪刺激)、刺激6.35 W/cm^(2)组(接受0.3 T、6.35 W/cm^(2)的耦合刺激)、刺激17.36 W/cm^(2)组(接受0.3 T、17.36 W/cm^(2)组的耦合刺激)和刺激56.25 W/cm^(2)组(接受0.3 T、56.25 W/cm2的耦合刺激),记录小鼠执行T迷宫过程中局部场电位信号和行为学正确率。②建模仿真实验:构建经颅磁声电刺激小鼠前额叶皮质神经网络模型,分别比较不同刺激强度下神经网络结构连接特性。结果与结论:①经颅磁声电刺激能够有效缩短小鼠行为学习时间,工作记忆能力得到改善(P0.1)。分析小鼠前额叶局部场电位信号发现经颅磁声电刺激促进了β节律与γ节律能量增强;而随刺激强度升高,β节律与γ节律出现了非同步性下降;通过β-γ相位幅值耦合发现,刺激增强了神经网络适应新的信息和任务要求的能力变化。②建模仿真发现,刺激使得神经网络放电水平增强,长时程突触权重水平提高而短时程突触权重仅在刺激强度较高时降低。③研究结果表明,不同的刺激强度与神经网络功能结构的影响存在复杂的非线性关系;这种神经调控技术为治疗突触功能障碍和神经网络异常等相关神经疾病方面提供新的可能。

关键词：经颅磁声电刺激工作记忆突触可塑性皮质网络 LIF神经元模型