摘要：3D打印,又称增材制造技术。根据美国材料与试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)的标准定义,通过计算机控制打印机逐层堆叠材料,然后得到所需三维实体的工艺[1—2]。3D打印技术为医学领域的发展提供新的方法,促进了医学3D打印概念的诞生,目前备受众多学者的关注[3—5];并且,在物理医学和康复领域,3D打印能够为矫形器的制造和设计提供独特的方案,从而解决患者的部分功能障碍。

摘要：在磁性药物靶向治疗中,由于普通电磁铁产生的磁场的磁通密度会随距离衰减,造成磁性药物颗粒在离磁极较近的部位聚集较多,而在离磁极较远的部位聚集较少,这限制了磁靶向技术在深度组织部位的应用.提出了环形磁极磁场和超声波声场相结合的非侵入性新方法,以实现磁性微粒的三维深度聚集.首先,给出深度聚集磁性微粒实验设备的结构设计;然后,利用COMSOL仿真软件计算出实现深度聚集的超声波振幅范围;最后,依据仿真结果给出的参数进行了实验.实验结果证明,在合适的超声波强度下,磁性微球在远离磁极区域的聚集量多于离磁极较近区域,实现了磁性微粒在三维方向的深度聚集.

摘要：目的构建微流控器官芯片,并评估其在模拟骨关节炎进程中软骨下骨骨重塑的能力。方法基于微流控技术和细胞共培养技术设计芯片主体,MC3T3-E1细胞贴壁培养在细胞接种小室的内部,在细胞接种小室的底部以0.5 ml/min的流速灌流培养基。评价指标:(1)微流控器官芯片的评价:灌流生长培养基,采用模拟仿真实验测试不同时间点细胞接种小室内部和底部液体的浓度差和平衡时间;活死染色观察细胞在设定流速下连续培养3、7 d的生物相容性,分为3 d组和7 d组。(2)微流控器官芯片的促成骨作用:灌流成骨诱导培养基,通过碱性磷酸酶(ALP)染色和PCR比较细胞在静态和灌流条件下3、7 d的黑色ALP阳性细胞数量和成骨相关标志基因成骨特异性转录因子2(RUNX2)、Ⅰ型胶原(COL1A1)、骨形态发生蛋白-2(BMP-2)、骨钙素(OCN)的表达情况,分为静态未诱导组、静态诱导组和灌流诱导组。(3)三种成骨细胞亚型外泌体(EVs)的形态和大小表征及生物相容性:获取三种不同细胞亚型[内皮型成骨细胞(EnOB)-EVs、基质型成骨细胞(StOB)-EVs和矿化型成骨细胞(MinOB)-EVs],通过透射电镜和粒径分析获取形态和大小;灌流含有三种不同细胞亚型EVs的生长培养基,通过细胞增殖/凋亡检测实验比较添加不同EVs浓度(1、1.25、2.5、5μg/ml)24 h的生物相容性,分为EnOB-EVs组、StOB-EVs组、MinOB-EVs组。(4)三种成骨细胞亚型EVs的促成骨作用:灌流含有三种不同细胞亚型EVs的成骨诱导培养基3 d,通过ALP染色和PCR比较黑色ALP阳性细胞数量和成骨相关标志基因RUNX2、COL1A1、BMP-2、OCN的表达情况,分为无EVs组、EnOB-EVs组、StOB-EVs组和MinOB-EVs组。结果(1)微流控器官芯片的评价:模拟仿真结果显示,在持续灌流12 h后,上室最上层浓度达到下室浓度的95%以上,最下层为下室浓度的96.5%左右,上下室的浓度差达到平衡状态。活死染色结果表明,芯片在0.5 ml/min的流速下,生物相容性好,灌流3、7 d细胞存活率分别为(99.48±0.12)%、(97.07±1.05)%(P0.05);静态未诱导组COL1A1、BMP-2、OCN表达水平分别为1.00±0.03、1.00±0.13、1.00±0.09,静态诱导组分别为9.38±0.25、14.27±4.35、84.01±4.02,灌流诱导组分别为2.39±0.08、133.64±8.87、86.64±8.36(P<0.01)。3、7 d时静态未诱导组、静态诱导组和灌流诱导组相互比较,均为灌流诱导组的促成骨能力最强。(3)三种成骨细胞亚型EVs的形态和大小表征及生物相容性:透射电镜下EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs均为典型的茶托状形态。粒径分析结果显示,EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs的大小分别为(91.3±14.7)nm、(106.0±16.0)nm、(68.1±10.7)nm。细胞增殖/凋亡检测结果显示,EnOB-EVs、StOB-EVs、MinOB-EVs的最佳给药浓度均为1.25μg/ml。(4)微流控器官芯片对于三种EVs促成骨功能验证:ALP染色结果显示,无EVs组黑色ALP阳性细胞最少,添加EnOB-EVs组其次,StOB-EVs组再者,MinOB-EVs组最多。PCR结果显示,无EVs组RUNX2、COL1A1、BMP-2、OCN表达水平分别为1.00±0.01、1.00±0.03、1.00±0.02、1.00±0.02,EnOB-EVs组分别为1.95±0.11、6.78±2.04、7.99±0.57、6.93±3.83,StOB-EVs组分别为0.79±0.12、5.68±1.53、12.59±3.15、25.59±0.95,MinOB-EVs组分别为0.68±0.

摘要：目的构建双层含骨基质骨器官芯片并用于体外模拟成骨细胞和破骨细胞分化,为抗骨质疏松药物开发提供新平台。方法使用WorkSoild软件制作双层双通道骨器官芯片设计图,利用光刻技术制备浇注母版。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,通过模具浇注制备芯片主体。以牛皮质骨片为间隔,分隔培养室4个通道进出口采用储液柱封闭。芯片验证实验分为成骨、破骨诱导组和成骨、破骨对照组,成骨、破骨诱导组将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞MC3T3-E1和小鼠巨噬细胞RAW264.7分别接种于芯片上,成骨诱导14 d,破骨诱导7 d。成骨、破骨对照组为不进行诱导的MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞。观察指标包括:(1)芯片外观及密封性:芯片制备完成后拍照观察外观并通过密封实验观察密封性能。(2)生物相容性:MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞接种于芯片培养3 d及培养1、3、5 d后,分别采用钙黄绿素乙酰氧基甲酯/碘化丙啶(AM/PI)染色和细胞增殖及毒性检测试剂盒(CCK-8)实验观察细胞存活情况。(3)成骨分化情况:对成骨诱导组细胞进行碱性磷酸酶(ALP)染色、茜素红染色观察成骨细胞诱导情况。收集成骨诱导组和成骨对照组细胞RNA,qPCR检测成骨细胞标志基因Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)、Ⅰ型胶原(COL1A1)表达情况,观察成骨细胞分化程度和成骨能力。(4)破骨分化情况:对破骨诱导组细胞进行抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)染色观察破骨细胞分化情况。提取破骨诱导组和破骨对照组细胞RNA进行破骨分化基因qPCR,检测破骨细胞标志基因TRAP、组织蛋白酶K(CTSK)和树突状细胞特异性跨膜蛋白(DC-STAMP)表达水平。结果双层含骨基质骨器官芯片大小为3 cm×3 cm,整体透光,芯片系统结构对接紧凑,无渗液。钙黄绿素AM/PI染色结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养3 d后,呈红色荧光死细胞极少。CCK-8实验结果显示,MC3T3-E1细胞和RAW264.7细胞培养5 d内,细胞活力均在90%以上,表明芯片生物相容性好,细胞可以正常存活并增殖。ALP染色和茜素红染色结果显示,成骨诱导14 d,成骨诱导组MC3T3-E1细胞成功分化为成骨细胞并产生钙化结节。qPCR结果显示,成骨诱导组MC3T3-E1细胞的RUNX2相对表达量为4.98±0.74,显著高于对照组的0.99±0.03(P<0.01);MC3T3-E1细胞的OCN相对表达量为7.98±0.76,显著高于对照组的1.00±0.06(P<0.01);MC3T3-E1细胞的COL1A1相对表达量为7.07±0.56,显著高于对照组的0.97±0.03(P<0.01)。TRAP染色结果显示,破骨诱导7 d,破骨诱导组RAW264.7细胞形成巨大的多核破骨细胞,破骨细胞表达大量TRAP蛋白。qPCR检测结果显示,破骨诱导组RAW264.7细胞的TRAP相对表达量为3.35±0.37,显著高于对照组的1.01±0.06(P<0.01);RAW264.7细胞的CTSK相对表达量为3.46±0.79,显著高于对照组的1.01±0.05(P<0.01);RAW264.7细胞的DC-STAMP相对表达量为1.92±0.12,显著高于对照组的0.98±0.08(P<0.01)。结论双层含骨基质骨器官芯片结构紧凑,可长期体外培养,生物相容性好,可进行成骨和破骨细胞分化诱导,有望为骨质疏松机制探究和药物筛选提供新的研究平台。

摘要：黄病毒的大量流行给全世界带来了许多紧迫的挑战,登革病毒(DENV)和寨卡病毒(ZIKV)同属于黄病毒属黄病毒科,人体在相继感染DENV和ZIKV后,可产生交叉反应性抗体,并出现抗体依赖增强(ADE)效应,增加再次感染的严重程度,甚至产生致命的威胁。目前全球还没有消除ADE效应的新型ZIKV和DENV疫苗。因此,关于DENV和ZIKV交叉反应抗体的相关情况及其引起ADE的机制非常值得关注。本文探讨了DENV和ZIKV的流行情况、感染机制,阐述抗体的交叉反应性及交叉抗体引起ADE的机制,为未来这2种黄病毒疫苗的开发、合理设计有效的治疗药物提供新思路。

摘要：背景:机器学习与医用金属材料的结合,弥补传统实验和计算模拟的低效性和高成本的不足,通过分析大量数据快速准确地预测金属材料特性,优化材料设计和性能,提高医学应用的安全性和效率。目的:总结并归纳机器学习在医用材料特性中的研究进展及不足。方法:由第一作者通过计算机检索中国知网、PubMed、X-MOL和Web of Science数据库2013年1月至2023年4月的相关文章。中文检索词为“医用金属材料机器学习,医用钛合金,医用镁合金,医用金属材料性能”,英文检索词为“machine learning medical metal materials,medical stainless steel alloy,medical cobalt-chromium alloy,medical titanium alloy,medical magnesium alloy”,最终纳入70篇相关文献进行归纳总结。结果与结论:①随着传统实验和计算模拟方法所产生的大量数据的可获取性提高,机器学习作为材料设计方法的引入为材料科学研究开辟了新的范式。②机器学习工作流主要分为4个部分:数据收集及预处理、特征工程、模型选择及训练和模型评估,每个环节不可缺少。③医用金属材料分为:不锈钢共基合金、钴铬合金、钛合金和镁合金。针对不锈钢共基合金,机器学习预测其力学性能,要提高机器学习的泛化能力;针对钴铬合金,机器学习预测其力学性能,可得出钴铬合金为髋关节植入物的最佳材料;针对钛合金,机器学习预测其力学性能,可选择出力学性能最优异的植入物;针对镁合金,机器学习预测其耐腐蚀性和力学性能,集成模型可准确预测镁合金的力学性能,随机森林模型可预测镁合金作为血管支架时的最优元素含量。④机器学习在医用材料领域存在一定局限性,如模型相对滞后、数据未能标准化及泛化性较低;未来研究解决此类问题应充分利用深度学习和分割算法技术,使用统一标准数据,改善模型提高泛化能力。

摘要：目的:使用屏蔽蓝光附加治疗对伴有失眠症状的双相障碍维持治疗期患者进行干预,探究其对双相障碍患者生物节律及睡眠的疗效与安全性。方法:选取2020年9月至2023年4月在上海市虹口区精神卫生中心符合纳入标准的双相障碍患者45例,随机分为干预组22例和对照组23例。在保持原来治疗方案不变基础上,干预组患者额外每晚不少于2 h佩戴防蓝光的橙色眼镜持续4周。两组患者于基线、第2周末、第4周末进行中文版神经精神科生物节律评估访谈(BRIAN-C)、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)评估。结果:两组之间比较的重复测量方差分析显示B RIAN-C评分(F时间=17.257,P=0.000)、PSQI评分(F时间=17.144,P=0.000)时间效应均显著。第4周末两组之间BRIAN-C量表主导节律因子分差异具有统计学意义(Z=-2.266,P<0.05)。两组患者均未报告研究相关不良事件发生。结论:屏蔽蓝光附加治疗有效改善双相障碍维持治疗期患者的生物节律紊乱及失眠症状,且安全性和耐受性好。

摘要：目的比较简明国际神经精神访谈(轻)躁狂发作伴混合特征[Mini International Neuropsychiatric Interview(Hypo-)Manic Episode with Mixed Features-DSM-5 Module,MINI-M]问卷和临床实用抑郁发作伴混合特征量表(Clinically Useful Depression Outcome Scale Supplemented with Questions for the DSM-5 Mixed Features Specifier,CUDOS-M)抑郁分量表识别(轻)躁狂发作伴混合特征的有效性。方法在全国多中心、大样本调查中采取方便抽样方法纳入符合入组与排除标准的366例急性期(轻)躁狂发作的双相障碍患者,依据DSM-5混合特征的症状学标准进行临床诊断,采用受试者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)分析MINI-M问卷和CUDOS-M抑郁分量表识别混合特征的预测效度并比较二者ROC曲线下面积(area under the curve,AUC)差异性。结果MINI-M问卷和CUDOS-M抑郁分量表预测混合特征的AUC分别为0.79(95%CI=0.75~0.84)、0.81(95%CI=0.77~0.86),二者AUC差异无统计学意义(Z=-1.19,P>0.05)。依据DSM-5诊断标准,(轻)躁狂发作患者中混合特征临床诊断率为45.9%(168/366),MINI-M问卷(得分≥3分)和CUDOS-M抑郁分量表(得分≥20分)检出率分别为43.7%(160/366)和42.1%(154/366),三者具有可比性。结论(轻)躁狂发作患者中混合特征普遍存在,MINI-M问卷与CUDOS-M抑郁分量表识别混合特征的效度相当。

摘要：目的:运用定量结构-活性关系(QSAR)机器学习模型和分子对接技术预测丹参治疗慢性疼痛相关的活性成分,并结合“久病致瘀”理论以及网络药理学探讨丹参治疗慢性疼痛的分子机制。方法:首先通过中药系统药理学数据库与分析平台(TCMSP)和人类基因组数据库(GeneCards)收集丹参化学成分和慢性疼痛作用靶点,筛选核心靶标,通过STRING数据库进行蛋白质相互作用(PPI)网络分析;然后对交集靶标进行基因本体(GO)富集分析和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路富集分析;最后运用QSAR机器学习模型以及分子对接技术筛选丹参治疗慢性疼痛的活性成分和核心靶点。结果:(1)筛选获得丹参与慢性疼痛的交集靶标55个、潜在活性成分55个,通过PPI分析发现丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1)、表皮生长因子受体(EGFR)、白介素(IL)-6等核心靶标;(2)通过功能富集分析得到细胞组成45个,分子功能87个,生物过程1 450个,信号通路140条,涉及磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/AKT)、IL-17、缺氧诱导因子1(HIF-1)、环磷腺苷(cAMP)、丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)等信号通路;(3)通过QSAR模型和分子对接发现丹参中的鼠尾草呋萘嵌苯、表丹参螺缩酮内脂、salvianan A、异丹参酮Ⅱ和丹酚酸C是治疗慢性疼痛的活性成分。结论:丹参治疗慢性疼痛的活性成分为二萜类化合物,其作用机制可能与调节AKT1介导的信号通路密切相关。

摘要：为了得到可应用于植物照明且具有红蓝光谱的有机发光二极管(OLED),采用两种典型的载流子传输材料,N,N′-二(1-萘基)-N,N′-二苯基-(1,1′-联苯)-4,4′-二胺(NPB)和1,3,5-三(1-苯基-1 H-苯并[d]咪唑-2-基)苯基(TPBi)以界面接触或掺杂的方式形成深蓝光激基复合物,并将其与红色磷光材料Ir(DMP-IQ)_(2)(acac)结合,制备得到符合植物光合作用光谱需求的OLED器件。通过改变器件结构中深蓝光激基复合物和红光发光层之间的间隔层厚度,可调节电致光谱中的蓝/红光强度比例。在以掺杂的方式形成激基复合物的结构基础上,将主体材料(mCP)掺入NPB:TPBi膜中构成三元体系,减少膜中由载流子堆积引起的激子淬灭,在NPB:TPBi:mCP掺杂比例为1:1:3的实验条件下得到2.8 V的开启电压,4528 cd/m^(2)的亮度,3.09 cd/A的电流效率和6.96%的外量子效率。