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高透明度和高强度的纳米粘合水凝胶贴片用于组织粘附

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中国科学技术大学学报 2024年第3期54卷 25-35,I0008页

作者：罗清潘钊宋永红黄婕妤方辉刘东全董良浙江工业大学材料科学与工程学院浙江杭州310014 中国科学院杭州医学研究院浙江省肿瘤医院浙江杭州310018 合肥工业大学化学与化工学院安徽合肥230009 安徽医科大学口腔医学院安徽医科大学附属口腔医院安徽省口腔疾病研究重点实验室安徽合肥230032 安徽省第二人民医院普外科安徽合肥230601

本研究旨在设计和制备一种具有优异机械性能和生物相容性的双层结构壳聚糖水凝胶粘合贴片,并借助纳米粘合策略评估其组织粘附性能。以物理交联构建坚韧的壳聚糖水凝胶作为背膜,随后通过原位光交联制备粘合剂水凝胶层,形成一体化的壳聚... 详细信息

本研究旨在设计和制备一种具有优异机械性能和生物相容性的双层结构壳聚糖水凝胶粘合贴片,并借助纳米粘合策略评估其组织粘附性能。以物理交联构建坚韧的壳聚糖水凝胶作为背膜,随后通过原位光交联制备粘合剂水凝胶层,形成一体化的壳聚糖水凝胶粘合贴片。利用纳米胶水促进贴片与基底之间的纳米粘合。表面活化的二氧化硅纳米颗粒作为类似于纳米胶的界面连接器,促进水凝胶与基底的结合,以建立水凝胶贴片与生物组织之间的粘附关系。分析结果显示,水凝胶贴片在体外对生物组织的粘合能量为282 J/m^(2),爆破压力为450 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。该贴片具有4.3 MPa的拉伸强度、65%的断裂伸长率和3.82 kJ/m^(2)的断裂韧性,具有出色的机械性能。此外,这种基于纳米粘合剂的壳聚糖水凝胶粘合贴片具有高透明度和优异的生物相容性,有望在组织修复和药物输送等多个生物医学领域得到应用,为临床外科手术的发展提供坚实的材料基础。

关键词：水凝胶贴片纳米粘合壳聚糖纳米胶水双层结构

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多糖基温敏可注射型水凝胶的研究与应用进展

精细化工 2024年第8期41卷 1679-1692页

作者：孙萌孙惠姜硕田野刘鹰李苗大连海洋大学海洋科技与环境学院辽宁大连116023 浙江大学生物系统工程与食品科学学院浙江杭州310058 大连海洋大学设施渔业教育部重点实验室辽宁大连116023 大连工业大学生物工程学院辽宁大连116034

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝... 详细信息

多糖基温敏可注射型水凝胶作为一类智能软物质材料,在不同温度的刺激下能够实现液态溶胶-固态凝胶的可逆转变,具有生物相容性高、生物降解性强及物理和化学特性可调控等优势,在生物医学领域受到了广泛关注。该文概括了温敏可注射型水凝胶的溶胶-凝胶相转变机理;阐述了设计与合成多糖基温敏可注射型水凝胶的策略,包括小分子基团修饰多糖、合成型温敏聚合物接枝多糖、添加剂改性多糖;综述了多糖基温敏可注射型水凝胶在伤口愈合、药物递送和软骨修复生物医学领域中的应用,并对该领域存在的优化原料组成及设计策略、开发多样化环境刺激响应、增强机械强度和稳定性三方面的挑战提出建议;最后,对拓展多糖基水凝胶产品应用范围、加速推进其大范围临床应用进行了展望。

关键词：可注射型水凝胶多糖温度敏感性伤口愈合药物递送软骨修复

光学相干层析显微内窥成像技术研究进展(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 358-376页

作者：刘德军黄梓毅李卓荣台亚龙王晓彬张立廖常锐王义平深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东省光纤传感技术粤港联合研究中心深圳物联网光子器件与传感系统重点实验室广东深圳518060 南方科技大学医院泌尿外科广东深圳518055 香港中文大学机械与自动化工程学系中国香港新界沙田999077

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点... 详细信息

光学相干层析成像(OCT)是一种无创或微创的、可提供组织深度信息的高分辨率可视化实时成像技术,广泛应用于生物医学成像与临床诊断领域。光纤OCT显微内窥成像技术是基于光纤传输和光纤显微内窥成像的OCT技术,除了具有OCT的一般成像优点外,还具有体积小、质量轻、耐腐蚀、电绝缘、抗电磁干扰等特点,尤其适用于对现有其他成像技术无法到达的狭小腔道内的组织病变进行高分辨率检测和早期诊断。随着激光器、探测器和光纤器件制备技术的发展,光纤OCT系统、光纤探头设计和制备都取得了巨大进步,应用场景也得到不断扩展。具体地:光纤OCT系统从时域OCT发展到频域OCT,成像速度和分辨率获得显著提升;光纤OCT内窥成像探头先后历经了光纤-棱镜型、全光纤型及光纤复合型探头三个发展阶段,目前正朝着多功能集成、小型化、一体化的方向发展;光纤内窥OCT的临床应用从呼吸系统和消化系统逐渐拓展到心血管系统。从光纤OCT系统设计、探头设计与制备、内窥成像应用三方面综述近年来光纤OCT显微内窥成像技术的发展现状,重点总结光纤内窥探头的技术发展及其在医学诊断中的应用,最后结合现有前沿技术报道总结展望了未来光纤内窥OCT的发展方向。

关键词：光学相干层析成像生物医学成像光纤内窥成像心血管疾病

大鼠肝脏组织不可逆电穿孔消融能量效应和热效应研究

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介入放射学杂志 2022年第3期31卷 267-271页

作者：朱金俊黄伟伟包家立胡亚楠浙江大学医学院浙江省生物电磁学重点实验室生物物理与医学工程研究组杭州310058

目的研究梯度能量不可逆电穿孔(IRE)在肝脏组织消融中的能量效应和热效应。方法对大鼠肝组织分别施加5、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70 J梯度能量电脉冲。3 d后观察消融区域病理反应,统计消融面积,建立消融面积和能量效应公... 详细信息

目的研究梯度能量不可逆电穿孔(IRE)在肝脏组织消融中的能量效应和热效应。方法对大鼠肝组织分别施加5、10、15、20、25、30、35、40、50、60、70 J梯度能量电脉冲。3 d后观察消融区域病理反应,统计消融面积,建立消融面积和能量效应公式。实时测量IRE过程中所产生的热效应,并提出一种预测消融后组织温度的仿真方法。结果经IRE处理后,大鼠肝脏组织内形成边界明显的消融区域。随着IRE能量提高,消融面积增加,且与脉冲能量呈指数关系。大鼠肝脏消融中IRE能量效应阈值为20 J。此外,实验和仿真数据共同表明,IRE处理后肝组织存在热效应,但可调节脉冲参数以避免热损伤。结论IRE在肝脏组织消融中具有能量效应和可控的热效应,为未来实验和手术治疗提供了理论和实践依据。

关键词：不可逆电穿孔能量效应热效应肝组织消融温度仿真

倒立式蛋白2（INF2）高表达预示不良预后并促进肝细胞癌进展(英文)

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：王海彪林缦叶扶桑石佳鑫李宏叶孟汪洁宁波市医疗中心李惠利医院肝胆胰外科宁波大学生物化学与分子生物学实验室浙江省病理生理学技术研究重点实验室科学健康中心宁波市临床病理诊断中心病理科宁波大学附属第一医院放化疗科

目的 INF2是formins蛋白家族的一员，INF2的异常表达和调控与多种肿瘤进展有关，但INF2在肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）中的表达及作用仍不清楚。HCC是高度致命的恶性肿瘤，鉴于传统治疗的局限性，为寻求新的治疗靶点，本... 详细信息

目的 INF2是formins蛋白家族的一员，INF2的异常表达和调控与多种肿瘤进展有关，但INF2在肝细胞癌（hepatocellularcarcinoma，HCC）中的表达及作用仍不清楚。HCC是高度致命的恶性肿瘤，鉴于传统治疗的局限性，为寻求新的治疗靶点，本研究探索了INF2在HCC中的表达水平、临床价值及潜在作用机制。方法本研究利用公共数据库分析了INF2在泛癌及HCC中的表达情况及INF2表达水平对HCC预后的影响。采用实时定量PCR（quantitativerealtimepolymerasechainreaction，qRT-PCR）、蛋白质印迹技术、免疫组化检测了INF2在HCC细胞及人HCC组织中的表达水平。利用公共数据库及人HCC标本临床数据分析了INF2表达与临床病理特征的相关性。随后，通过体外和体内实验阐明了INF2表达水平对HCC细胞生物学功能及Drp1磷酸化的影响。最后，通过数据库和免疫组化实验，进一步分析了INF2在HCC中的预测价值及潜在作用机制。结果 INF2在HCC中异常高表达，且INF2高表达与HCC患者总生存期、肝硬化和病理分化相关。INF2表达水平在预测HCC预后及病理分化程度上有一定的诊断价值。在体内外HCC模型中，INF2的表达上调会触发HCC细胞的增殖和迁移，而INF2的敲除可以抵消这种作用。HCC细胞中的INF2可能通过诱导Drp1磷酸化影响线粒体分裂，并上调PD-L1的表达介导免疫逃逸，进而促进肿瘤进展。结论：INF2在HCC中高表达并与不良预后相关。INF2高表达可能通过诱导Drp1磷酸化及PD-L1表达上调促进HCC进展，靶向INF2可能对高表达INF2的HCC患者有利。

关键词：肝细胞癌倒立式蛋白2 表达预后 Drp1

高透明度和高强度的纳米粘合水凝胶贴片用于组织粘附（英文）

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中国科学技术大学学报 2024年第3期 30-41页

作者：罗清潘钊宋永红黄婕妤方辉刘东全董良浙江工业大学材料科学与工程学院中国科学院杭州医学研究院浙江省肿瘤医院合肥工业大学化学与化工学院安徽医科大学口腔医学院安徽医科大学附属口腔医院安徽省口腔疾病研究重点实验室安徽省第二人民医院普外科

本研究旨在设计和制备一种具有优异机械性能和生物相容性的双层结构壳聚糖水凝胶粘合贴片，并借助纳米粘合策略评估其组织粘附性能。以物理交联构建坚韧的壳聚糖水凝胶作为背膜，随后通过原位光交联制备粘合剂水凝胶层，形成一体化的壳... 详细信息

本研究旨在设计和制备一种具有优异机械性能和生物相容性的双层结构壳聚糖水凝胶粘合贴片，并借助纳米粘合策略评估其组织粘附性能。以物理交联构建坚韧的壳聚糖水凝胶作为背膜，随后通过原位光交联制备粘合剂水凝胶层，形成一体化的壳聚糖水凝胶粘合贴片。利用纳米胶水促进贴片与基底之间的纳米粘合。表面活化的二氧化硅纳米颗粒作为类似于纳米胶的界面连接器，促进水凝胶与基底的结合，以建立水凝胶贴片与生物组织之间的粘附关系。分析结果显示，水凝胶贴片在体外对生物组织的粘合能量为282 J/m2，爆破压力为450 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）。该贴片具有4.3 MPa的拉伸强度、65%的断裂伸长率和3.82 kJ/m2的断裂韧性，具有出色的机械性能。此外，这种基于纳米粘合剂的壳聚糖水凝胶粘合贴片具有高透明度和优异的生物相容性，有望在组织修复和药物输送等多个生物医学领域得到应用，为临床外科手术的发展提供坚实的材料基础。

关键词：水凝胶贴片纳米粘合壳聚糖纳米胶水双层结构

辅受体CD4介导TCR抗原识别的力学机制研究

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医用生物力学 2024年第S1期 105-105页

作者：张同同武鹭婷张勇胡炜娄继忠陈伟西湖大学医学院附属杭州市第一人民医院浙江大学医学院中国科学院生物物理研究所中国科学院生物大分子研究中心RNA生物学重点实验室

目的辅受体CD4增强T细胞受体(TCR)/p MHC-II抗原识别的特异性与灵敏度,在激活CD4+T细胞介导的适应性免疫应答过程中具有重要的意义。但是,由于通过传统方法一直无法直接检测到CD4与p MHCII的互作,使得CD4参与并增强TCR抗原识别的分子...

目的辅受体CD4增强T细胞受体(TCR)/p MHC-II抗原识别的特异性与灵敏度,在激活CD4+T细胞介导的适应性免疫应答过程中具有重要的意义。但是,由于通过传统方法一直无法直接检测到CD4与p MHCII的互作,使得CD4参与并增强TCR抗原识别的分子机制至今都未被解决。方法为了揭示CD4介导TCR抗原识别的分子机制,综合运用单分子生物力学、结构及计算生物学、免疫学等多学科研究手段,从原子到细胞水平多尺度研究生物力如何动态调控CD4参与增强TCR抗原识别这一问题。结果 (1)生物力能够动态调控CD4的构象变化,从而帮助CD4与p MHC-II直接结合,并延长TCR与p MHC-II互作的结合时间,从而增强TCR抗原识别能力;(2)生物力能够调控CD4与TCR之间的距离,使得CD4与CD3结合,最终增强TCR的激活。结论本研究解析了TCR/p MHC-II/CD4互作的动力学特性和结构变化规律,揭示了其力学-化学耦合调控CD4介导TCR抗原识别的分子机制。

关键词：

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“光学显微成像技术”专题前言

激光与光电子学进展 2024年第6期61卷 10-10,3页

作者：刘旭姚保利孙育杰匡翠方浙江大学现代光学仪器国家重点实验室中国光学学会美国光学学会和国际光学工程学会中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室中国光学工程学会陕西省光学学会陕西省物理学会中国仪器仪表学会显微仪器分会中国光学学会高速摄影和光子学专业委员会《激光与光电子学进展》北京大学北京大学未来技术学院、国家生物医学成像科学中心(NBIC)、生物医学前沿创新中心(BIOPIC)、膜生物学国家重点实验室北京大学未来技术学院北京大学NBIC 北京大学多模态跨尺度生物医学成像国家重大科技基础设施指挥部办公室中国认知科学学会分子影像分会中国电子显微镜学会共聚焦专业委员会

显微成像技术从第一台复式光学显微镜诞生以来就已成为人类探索复杂微观世界的重要手段，是一个拥有悠久历史而又充满无限活力的研究方向。经过四个多世纪的长期发展，已先后发明了一系列具有不同光学对比度机制的常规光学显微镜（如明...

显微成像技术从第一台复式光学显微镜诞生以来就已成为人类探索复杂微观世界的重要手段，是一个拥有悠久历史而又充满无限活力的研究方向。经过四个多世纪的长期发展，已先后发明了一系列具有不同光学对比度机制的常规光学显微镜（如明场显微镜、暗视显微镜、偏光显微镜、相衬显微镜、微分干涉相衬显微镜、荧光显微镜等）；具有层析功能的显微镜（如激光扫描共聚焦显微镜、光学相干层析显微镜、光片照明荧光显微镜、衍射层析显微镜等）；利用非线性光学效应的显微镜（如双光子显微镜、二次谐波显微镜、拉曼散射显微镜等）；突破理论衍射极限的超分辨显微镜（如单分子定位显微镜、受激辐射损耗显微镜、结构光照明显微镜、近场显微镜等）。

关键词：

基于COMSOL Multiphysics的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型构建及应用

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医疗卫生装备 2024年第4期45卷 45-50页

作者：韩宇鹏张涛王鹏胡芮赵宏亮刘丽文徐灿华空军军医大学军事生物医学工程学系西安710032 陕西省生物电磁检测与智能感知重点实验室西安710032 空军军医大学第一附属医院超声医学科西安710032 西宁联勤保障中心药品仪器监督检验站兰州730050 空军军医大学第一附属医院放射诊断科西安710032

目的:构建一种经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型,探究不同激励电压、不同消融时间对消融区域的影响。方法:以梗阻性肥厚型心肌病患者的术前CT数据为基础,利用Mimics软件实现心脏各区域组织的分割与三维表面重建,通过SolidWorks软件将... 详细信息

目的:构建一种经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型,探究不同激励电压、不同消融时间对消融区域的影响。方法:以梗阻性肥厚型心肌病患者的术前CT数据为基础,利用Mimics软件实现心脏各区域组织的分割与三维表面重建,通过SolidWorks软件将重建后的各部分转化为三维实体模型,并将其与在COMSOL Multiphysics仿真软件中建立的电极针结构结合在一起,得到梗阻性肥厚型心肌病的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型。基于该模型设置电磁、热多物理场边界条件,并对组织温度分布以及消融时间、激励电压对消融区域的影响进行仿真分析。结果:利用该模型可以实现经皮心肌内室间隔射频消融的仿真分析,且不同的激励电压、不同的消融时间对有效消融区域具有明显的影响。结论:构建的经皮心肌内室间隔射频消融仿真模型为后续开展多种因素对消融结局的影响提供了模型基础,对进一步研究实际临床治疗中的参数优化具有重要意义。

关键词：梗阻性肥厚型心肌病 COMSOL Multiphysics 经皮心肌内室间隔射频消融术模型构建有限元仿真射频消融