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创面愈合中MXene纳米粒子的功能特性与临床应用

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中国组织工程研究 2024年第17期28卷 2739-2746页

作者：王新冬梁承志张永先潍坊医学院山东省潍坊市261000 青岛大学医学院创伤骨科山东省青岛市266000 中国人民解放军联勤保障部队第九六〇医院骨创伤外科山东省济南市250031

背景:MXene纳米粒子由于其独特的导电性、亲水性、抗菌性和生物相容性等特性使其作为皮肤伤口敷料有效功能成分具有非常可观的应用前景。目的:就MXene纳米粒子的合成方法、功能特性及其在皮肤损伤修复中的应用作一综述。方法:以“MXene... 详细信息

背景:MXene纳米粒子由于其独特的导电性、亲水性、抗菌性和生物相容性等特性使其作为皮肤伤口敷料有效功能成分具有非常可观的应用前景。目的:就MXene纳米粒子的合成方法、功能特性及其在皮肤损伤修复中的应用作一综述。方法:以“MXene,纳米粒子,纳米材料,生物活性纳米粒子”“伤口敷料,创面敷料,创面修复材料”“创面修复,伤口愈合,创面”为中文检索词检索万方和中国知网数据库,以“MXene,nanoparticles,nano-materials,Bioactive nanoparticles”“wound dressing,Wound healing material”“wound healing,wound repair,wound”为英文检索词检索PubMed数据库,最终纳入88篇文献进行综述分析。结果与结论:①MXene合成可分为自下而上合成和自上而下合成两种方法。合成后的MXene可以通过进一步表面修饰来增强生物相容性以便更好地应用于生物医学中。②MXene拥有一系列优异的特性如亲水性、抗菌性、光热性能、导电性及良好的生物相容性,这些特性都是使其成为出色的皮肤修复材料的基础。③目前已有许多学者开发出了用于制作伤口敷料的新型复合材料,目前来看这些复合材料基于MXene纳米材料并充分利用了其如前所述的优异特性,在皮肤创口局部起到了杀菌、载药缓释及主动调节细胞因子等作用,能够综合其他多种生物活性剂的优点,在伤口愈合中发挥了更好的作用,尤其适用于复杂慢性伤口的治疗。④以MXene的各种性能为基础研发出的各种复合材料如MXene@PVA水凝胶和MXene@CH海绵等,在改善组织修复性能、作为药物载体修复皮肤损伤方面展现出良好的作用,其在促进皮肤修复领域正处于发展的初始阶段且具有巨大的发展前景;目前MXenes纳米粒子的特性研究及表面改性研究已较为充分,但其剂量依赖的生物毒性分子机制研究相对不全面。

关键词： MXene 纳米粒子生物活性剂生物相容性创面敷料组织修复创面愈合生物医学

多智能体系统的分布式快速有限时间二分跟踪一致性

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控制与决策 2024年第10期39卷 3289-3296页

作者：王志超刘开恩纪志坚赵美林青岛大学数学与统计学院山东青岛266071 青岛大学自动化学院山东青岛266071

研究带有不确定扰动的一阶非线性多智能体系统的分布式快速有限时间二分跟踪一致性问题,其中领导者具有所有跟随者都未知的外部输入.基于全局有限时间稳定性理论、代数图论和变量变换,提出并分析一种静态分布式非光滑协议,证明在含扰动... 详细信息

研究带有不确定扰动的一阶非线性多智能体系统的分布式快速有限时间二分跟踪一致性问题,其中领导者具有所有跟随者都未知的外部输入.基于全局有限时间稳定性理论、代数图论和变量变换,提出并分析一种静态分布式非光滑协议,证明在含扰动的非线性多智能体系统中,所有跟随者能在有限时间内快速地跟踪上时变的期望状态.该协议的局限性是控制增益会依赖于某些全局信息,如Laplacian矩阵的谱.为了消除这一限制,进一步设计一种自适应分布式协议.理论分析表明,所考虑的多智能体系统在控制增益不依赖于全局信息的前提下同样能实现快速有限时间二分跟踪一致性.最后通过两个仿真实例验证所提算法的可行性和有效性.

关键词：二分一致性非线性多智能体系统自适应控制动态领导者有限时间控制不确定扰动

基于ANSYS的人体下肢服装压虚拟仿真预测

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纺织学报 2024年第3期45卷 148-155页

作者：朱圆圆覃蕊金佳勤雷彧腾于淼青岛大学纺织服装学院山东青岛266071

为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集... 详细信息

为研究人体下肢各层组织在服装压作用下产生的形变和应力分布情况,利用16层螺旋CT仪及Mimics软件获取人体下肢分层三维模型,用ANSYS构建有限元模型预测服装压对皮肤层、其它软组织层和肌肉层产生的位移形变;在人体下肢选择44个压力采集部位,对实测服装压与预测服装压进行相关性分析。结果表明:在服装压作用下,人体下肢各层的形变主要分布在大腿内侧,形变分布最少区域为小腿前侧;皮肤层形变最大值为2.73×10^(-2)mm,其它软组织层形变最大值为5.19×10^(-4)mm,肌肉层形变最大值为7.30×10^(-5)mm;皮肤能抵消的最大形变值约为2.73×10^(-3)mm,低于这个值的形变量在皮肤层以外的地方无法测得;人体下肢各面所受到的应力分布与形变分布整体一致,由大到小依次为内侧、后侧、前侧、外侧;服装压预测数据和实测数据的多重相关系数拟合优度为1,二者之间具有极其明显的相关性,说明所建立的服装压预测分层模型可用来预测服装压对皮肤、其它软组织和肌肉的形变。

关键词：服装压下肢分层模型服装压预测形变位移功能服装 ANSYS软件

柔性力感知电子织物的制备及其人体运动监测系统构建

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纺织学报 2024年第2期45卷 59-66页

作者：闫鹏翔陈富星刘红田明伟青岛大学纺织服装学院山东青岛266071

为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明... 详细信息

为开发步态失稳监测系统和压疮监测与预防床垫等老龄健康维护产品,研发了一种用于人体运动监测的柔性压阻式压力传感电子织物,2个电极层织物通过正交配置形成传感点阵,由石墨烯与离子液体改性处理的棉织物构成中间导电层。实验结果表明:该电子织物在0~5 kPa压力范围的传感灵敏度为0.15 kPa^(-1),且呈现良好的线性关系,加载、卸载时具有快速响应时间(20、30 ms),经校准实验所得压力映射图呈现良好均匀性,传感性能可重复8000次循环。将自主设计的上位机软件、下位机电路等集成智能电子织物压力分布监测系统,可达成对不同身体部位的压力大小及其分布情况的实时连续监测,未来可用于步态分析、压疮监测与预防床垫、人体运动特征等辨识。

关键词：纺织基压力传感器智能电子织物传感性能石墨烯监测系统

融合模型求解与深度学习的可见光通信非线性均衡器

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兵工学报 2024年第2期45卷 466-473页

作者：田大明苗圃青岛大学电子信息学院山东青岛266071

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学... 详细信息

沃尔特拉非线性后均衡器(Volterra Series Nonlinear Post-Equalizer,VS-NPE)可以补偿可见光通信(Visible Light Communication,VLC)的非线性失真和多径效应,但其结构复杂且均衡精度有限。在VS-NPE内核求解基础上,提出一种基于阈值自学习近似消息传递(Learned Threshold Approximate Message Passing,LTAMP)网络的非线性均衡器。修正样本观测矩阵以克服其列高度相关的缺陷;在改进近似消息传递(Approximate Message Passing,AMP)算法迭代的基础上,将算法每一次迭代的计算过程映射为一层特殊的神经网络,经逐层展开后构建出完整的LTAMP均衡器。所提方法融合了模型求解和深度学习的优势,可从样本中学习最佳的AMP参数,以克服其对噪声敏感且输出不稳定的缺陷,进而提升内核求解稳定性与计算精度。仿真结果表明,与稳固阈值AMP算法相比,所提方法在误码率为1×10^(-3)时能取得2 dB的信噪比增益,且对样本噪声具有较强的自适应性,展现出优异的非线性失真补偿能力。

关键词：沃尔特拉非线性后均衡器可见光通信近似消息传递算法深度学习

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3D打印颈椎枕的压力疼痛评估及信度分析

中国康复医学杂志 2024年第4期39卷 522-528页

作者：任富超姚远于文强马振江鲁德志王金武潍坊医学院康复医学院山东省潍坊市261053 上海交通大学医学院附属第九人民医院上海大学医学院

目的:通过信度分析压痛测量仪评估颈肩部压痛的可靠性,并为3D打印个性化颈椎枕的临床效果评估提供新方式。方法:选取健康受试者36例,分别由2位评估者使用压痛测量仪对其颈肩部肌肉的7个测量点进行2次压痛阈测量,间隔7天后再次测量,采用S... 详细信息

目的:通过信度分析压痛测量仪评估颈肩部压痛的可靠性,并为3D打印个性化颈椎枕的临床效果评估提供新方式。方法:选取健康受试者36例,分别由2位评估者使用压痛测量仪对其颈肩部肌肉的7个测量点进行2次压痛阈测量,间隔7天后再次测量,采用Spearson相关系数计算评估者内和评估者间的信度,并使用Mann-Whitney U检验比较男性与女性的压痛阈值(pressure pain thresholds,PPT)。个性化颈椎枕使用前后,使用压痛测量仪对13例颈椎病患者选取具有代表性的4个测量点进行PPT测量,用以评估3D打印颈椎枕的治疗效果。结果:除了受测点C5、C6的棘突间旁1cm右侧和肩胛上角左侧外,各受测点评估者内信度均>0.65,各受测点评估者间信度均>0.75,可信度高;C5、C6的棘突间旁1cm右侧和肩胛上角左侧的评估者内组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)分别为0.65和0.56,中等信度(P<0.01);健康男性的斜方肌右侧、肩胛上角R、C5、C6的棘突间旁1cm左侧平均值要大于女性(P<0.05);斜方肌右侧、C5、C6的棘突间旁1cm右侧和C5、6的棘突间旁1cm左侧受测点3D打印颈椎枕治疗后的PPT平均值比治疗前大,差异具有显著性意义(P<0.05),说明疼痛有改善。结论:压痛测量仪评估正常健康人颈部压痛阈值信度较高,该方法稳定可靠,可作为3D打印颈椎枕临床效果评估的有效工具。

关键词：压痛阈值测痛仪信度 3D打印颈椎枕

包载型聚丙烯腈/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维制备及其隔热性能

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纺织学报 2024年第5期45卷 35-42页

作者：王新庆季东圣李舒畅杨晨张宗宇刘实诚王航田明伟青岛大学纺织服装学院山东青岛266071 江苏百护纺织科技有限公司江苏宿迁223800 青岛大学山东省特型非织造材料工程研究中心山东青岛266071 青岛大学智能可穿戴技术研究中心山东青岛266071

针对传统气凝胶纤维后处理操作复杂、加工不稳定等问题,且为有效集成纳米气凝胶与纳米纤维功能和结构优势,本文围绕新型气凝胶复合纳米纤维成形与结构调控的关键难题,利用溶液喷射同轴纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)与SiO_(2)气凝胶通过一步... 详细信息

针对传统气凝胶纤维后处理操作复杂、加工不稳定等问题,且为有效集成纳米气凝胶与纳米纤维功能和结构优势,本文围绕新型气凝胶复合纳米纤维成形与结构调控的关键难题,利用溶液喷射同轴纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)与SiO_(2)气凝胶通过一步法制备PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维,研究了复合纳米纤维中SiO_(2)气凝胶质量浓度对纤维形态结构、稳定性、孔径分布、隔热性能的影响。结果表明:所制备的PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维形态结构上呈三维卷曲状,SiO_(2)气凝胶的引入使纤维表面形成多孔褶皱型结构,且纤维表面的微孔、介孔含量随SiO_(2)气凝胶质量浓度的增加逐渐增多;该气凝胶复合纳米纤维具有优异的隔热性能,当SiO_(2)气凝胶质量浓度为6 mg/mL时,PAN/SiO_(2)气凝胶复合纳米纤维在40℃的导热系数低至0.03738 W/(m·K),未来在服用保暖、工业隔热、军用热红外屏蔽等方面具有广阔的应用前景。

关键词：聚丙烯腈纳米纤维溶液喷射同轴纺丝技术气凝胶复合纤维 SiO_(2)气凝胶隔热材料

预制裂纹的预备后椭圆形根管牙根有限元模型构建及分析

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医用生物力学 2024年第4期39卷 724-729页

作者：陈词王通李慧影付静郭婧涵许海平青岛大学附属医院口腔内科山东青岛266003 青岛大学附属医院信息管理部山东青岛266003 青岛大学附属医院口腔修复科山东青岛266003 青岛大学口腔医学院山东青岛266003

目的分析椭圆形根管牙根两种预备形态下,根管壁微裂纹对牙根受力的影响。方法选择椭圆形根管的前磨牙20颗,器械扩大预备根管、制造微裂纹并染色,切片后显微镜下观察牙本质微裂纹的产生及分布。据此构建两种预备形态下预制裂纹的牙根模型... 详细信息

目的分析椭圆形根管牙根两种预备形态下,根管壁微裂纹对牙根受力的影响。方法选择椭圆形根管的前磨牙20颗,器械扩大预备根管、制造微裂纹并染色,切片后显微镜下观察牙本质微裂纹的产生及分布。据此构建两种预备形态下预制裂纹的牙根模型,评估受力时微裂纹处及牙根的应力分布。结果椭圆形根管牙根的微裂纹总是出现在颊舌侧,由根管壁向牙根表面扩展,与有限元分析所展示的应力集中在根管壁颊舌侧的规律一致。微裂纹使根管壁的应力集中点向裂纹尖端处转移,且在尖端极小区域内出现近5倍的应力剧增,使微裂纹极易沿尖端方向扩展,尤其在牙体长轴方向。结论微裂纹的存在不改变椭圆形根管牙根颊舌侧应力集中的特点,但微裂纹的产生使其尖端极小区域内出现剧增的应力集中,这可能是微裂纹迅速扩展为牙根纵裂的机制,临床操作需提高警惕。

关键词：椭圆形根管根管预备微裂纹应力分析

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副溶血弧菌现场检测系统的研发及应用

中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 55-62页

作者：李琪高倩田浩石超青岛大学生命科学学院山东青岛266071 青岛大学基础医学院山东青岛266071

为满足现场检测海产品中的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的需求,本文建立了一种基于电化学检测和环介导等温扩增方法的副溶血弧菌现场检测系统,设备核心电路的尺寸仅为7 cm×4 cm,质量为30 g,易于携带,可以在30 min内出检测结果... 详细信息

为满足现场检测海产品中的副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的需求,本文建立了一种基于电化学检测和环介导等温扩增方法的副溶血弧菌现场检测系统,设备核心电路的尺寸仅为7 cm×4 cm,质量为30 g,易于携带,可以在30 min内出检测结果,且可以对样本中的副溶血弧菌进行定量分析,检测限可达103 CFU/mL。同时,利用该系统对加标虾样品中副溶血弧菌进行检测,检测限低至3.6×103 CFU/g。随着核酸扩增反应的进行,核酸扩增体系的pH降低,本文制备的pH敏感电极可以实时监测核酸扩增体系的pH微量变化,精度为0.016个pH单位,本系统的检测限与荧光检测的检测限一致。本系统具有便携、快速、特异性好、灵敏度高、成本低、可现场检测等优点,本研究有利于食品安全中分子诊断技术的基层下沉,满足公共卫生安全的战略需求。

关键词：副溶血弧菌即时检测环介导等温扩增电化学检测便携设备

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