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医用生物力学 2024年第S1期39卷 374-374页

作者：陈凯江旭东李晓强吴鹏苏州大学机电工程学院人工器官研究所苏州215137 东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京南京中医药大学中西医结合鼓楼临床医学院血管外科南京210023

TEVAR手术常用于治疗胸腹主动脉夹层,植入支架以隔离近端破口,而对远端破口不进行干预。然而,近年研究表明,术后远端破口残留的患者发生破裂的风险明显高于无破口的患者,且破口附近的腹主动脉壁容易扩张而导致动脉瘤。因此,累及内脏区... 详细信息

TEVAR手术常用于治疗胸腹主动脉夹层,植入支架以隔离近端破口,而对远端破口不进行干预。然而,近年研究表明,术后远端破口残留的患者发生破裂的风险明显高于无破口的患者,且破口附近的腹主动脉壁容易扩张而导致动脉瘤。因此,累及内脏区的主动脉夹层需要二次治疗。但是,传统的支架如果植入内脏区域,将会阻断内脏动脉的血液供应。PMEG现在被认为是传统TEVAR治疗复杂主动脉夹层的有效替代方法,但会引起内脏动脉角度和面积的改变,进而造成血流动力学的改变。受目前影像学技术的限制,临床观察难以获得满意的结果。目的本研究对已经接受TEVAR和PMEG手术的患者进行特异性血流动力学模拟,评估TEVAR与TEVAR、PMEG两种手术方法对动脉的治疗的效果。方法对5例胸腹主动脉夹层患者治疗前后共计15个CTA重建特异性模型。采用从文献中提取的时变体积流量进行血流动力学模拟。通过时间平均壁剪应力、相对停留时间、内皮细胞活化潜能等血流动力学指标评价PMEG的术后效果。结果与PMEG术前模型相比,术后模型中大部分内脏动脉流速增加,内脏区动脉灌注效果得到提高。结论PMEG作为一种治疗累及内脏区远端撕裂的复杂主动脉夹层的新技术,可以有效地恢复内脏动的血运重建。

关键词：主动脉夹层血流动力学指标影像学技术动脉灌注动脉流速血运重建治疗前后壁剪应力

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面向肿瘤标志物快速高灵敏定量检测的便携式核磁共振仪

面向肿瘤标志物快速高灵敏定量检测的便携式核磁共振仪

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2021第二十一届全国波谱学学术会议

作者：陆荣生杨晴雷鹏坤倪中华易红东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 东南大学机械工程学院南京211189

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基底支撑刚度梯度变化对石墨烯层间摩擦力的影响

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物理学报 2019年第1期68卷 210-219页

作者：董赟段早琦陶毅 Gueye Birahima 张艳陈云飞东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189 兰州理工大学机电工程学院兰州730050

基于纳米摩擦能耗理论,利用分子动力学方法建立了公度接触下支撑刚度梯度变化的石墨烯层间摩擦力模型,分析了基底质心刚度和支撑刚度梯度变化对基底和薄片各接触区摩擦能耗的贡献.结果表明:软边界区始终贡献驱动力;硬边界区贡献的摩擦... 详细信息

基于纳米摩擦能耗理论,利用分子动力学方法建立了公度接触下支撑刚度梯度变化的石墨烯层间摩擦力模型,分析了基底质心刚度和支撑刚度梯度变化对基底和薄片各接触区摩擦能耗的贡献.结果表明:软边界区始终贡献驱动力;硬边界区贡献的摩擦力最大,且随着支撑刚度的增大,硬边界区对总摩擦的贡献比也越高.各接触区的摩擦力是薄片和基底之间的褶皱势和接触区产生的法向变形差两部分的共同作用.前者是公度接触下阻碍滑移的界面势垒和刚度梯度方向上不同刚度支撑原子热振动引起的势梯度;后者是接触边界过渡区两侧原子的非对称变形和自由度约束突变引起的非平衡边界势垒相耦合的结果.本文对研究公度接触下刚度梯度支撑的纳米器件的相对运动规律有指导意义.

关键词：分子动力学纳米摩擦公度接触刚度梯度

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基于Liutex涡识别方法的腹主动脉瘤破裂风险预测研究

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医用生物力学 2024年第S1期39卷 370-370页

作者：吴鹏许振辉王义乾郑庭辉东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京210018 苏州大学机电工程学院人工器官研究所苏州215137 苏州大学数学科学学院计算科学研究院苏州215006 四川大学建筑与环境工程学院力学科学与工程系成都610065

腹主动脉瘤(AAA)会导致较高的发病率和死亡率,治疗依赖于开放手术或血管内修复。临床上常采用腹主动脉瘤的最大直径来判断AAA的破裂的风险。然而尸检研究显示,13%的患者在较小直径处破裂,还有一些动脉瘤直径很大(>55 mm)却没有破裂。... 详细信息

腹主动脉瘤(AAA)会导致较高的发病率和死亡率,治疗依赖于开放手术或血管内修复。临床上常采用腹主动脉瘤的最大直径来判断AAA的破裂的风险。然而尸检研究显示,13%的患者在较小直径处破裂,还有一些动脉瘤直径很大(>55 mm)却没有破裂。AAA内血流动力学的变化是AAA破裂的主要原因之一。因此需要将有血流动力学功能指标与形态学指标结合,才能更好的预测AAA的破裂风险。AAA由于流动截面积突然扩大,易形成漩涡,研究表明AAA内漩涡与AAA破裂有较高关联。但是目前缺乏可准确量化AAA内漩涡强度的判据。目的本研究将Liutex涡识别方法与血流动力学指标以及形态学指标相结合来判断腹主动脉瘤破裂风险,旨在确定Liutex涡识别方法在AAA破裂中的预测价值。方法和结果根据收集的40例腹主动脉瘤患者CTA数据重建患者特异性模型,对患者特异性模型进行血流动力学模拟获取血流动力学指标参数壁剪应力(WSS),压降(Δp)等参数,同时结合第三代涡识别方法获取漩涡强度,极值位置等参数来预测腹主动脉瘤破裂风险,结果发现,引入第三代涡识别方法后能够更精确判断腹主动脉瘤破裂和非破裂,从而提高对腹主动脉瘤破裂的风险预测能力。

关键词：血流动力学指标腹主动脉瘤形态学指标壁剪应力风险预测数据重建 AAA 功能指标

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基于3D打印牺牲阳模的异型截面微流道便捷加工

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分析化学 2019年第6期47卷 838-845页

作者：唐文来樊宁李宗安项楠杨继全南京师范大学电气与自动化工程学院江苏省三维打印装备与制造重点实验室南京智能高端装备产业研究院有限公司东南大学机械工程学院江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室

提出了一种基于3D打印牺牲阳模的异型截面微流道便携加工方法,以探究流道截面对微粒惯性聚焦行为的调控作用。利用皮秒激光切割技术加工任意形状的喷嘴微孔,借助桌面级FDM打印机可方便地制造出所需的异型截面流道阳模。结合通用的PDMS... 详细信息

提出了一种基于3D打印牺牲阳模的异型截面微流道便携加工方法,以探究流道截面对微粒惯性聚焦行为的调控作用。利用皮秒激光切割技术加工任意形状的喷嘴微孔,借助桌面级FDM打印机可方便地制造出所需的异型截面流道阳模。结合通用的PDMS倒模复制技术和阳模溶解技术,可在无需键合密封工艺的情况下获得完整的PDMS微流控芯片。为验证本方法的有效性,设计并成功加工出具有方形、半椭圆形和三角形截面的微流道,发现可通过控制打印材料的挤出量灵活调整加工流道截面的尺寸。最后,搭建了实验平台系统,研究微粒在半椭圆形和三角形微流道内的惯性聚焦行为,以探究异型截面在微粒惯性操控方面的影响机制。结果表明,随着流体流量的逐渐增加,在半椭圆形和三角形流道内的微粒将逐渐横向迁移运动至靠近流道截面边长的中心附近,最终形成3个稳定的平衡位置。

关键词：微流控 3D打印微粒操控惯性聚焦微加工

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基于微纳制造的下一代基因测序系统研究现状与展望

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中国科学：技术科学 2017年第4期47卷 345-354页

作者：余静文陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

基因是遗传的基本单元,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关,也是决定生命健康的内在因素,下一代基因测序仪的研制目标是希望能够将基因测序的成本大幅度降低,测序速... 详细信息

基因是遗传的基本单元,是DNA或RNA分子上具有遗传信息的特定核苷酸序列,它不仅与生物体的生、老、病、死等一切生命现象直接相关,也是决定生命健康的内在因素,下一代基因测序仪的研制目标是希望能够将基因测序的成本大幅度降低,测序速度快速提高,推进基因组技术的个性化医学走向现实,基于固体纳米孔的基因测序是最有可能实现高通量的物理测序技术,但目前面临生物分子电信号的信噪比低、生物分子过孔速度太快以及生物分子在纳米孔内的输运规律缺失等挑战,设计多模式纳米孔传感器,通过多模式信号交叉对比,同时降低纳米孔长度等方法,是提高检测灵敏度的有效方法,借鉴生物纳米孔对DNA过孔速度的控制,利用磁场、声叉等外力场可以为单碱基的辨识奠定基础,当纳米通道的几何尺寸小于双电层厚度时,基于连续理论的泊松-玻尔兹曼方程和纳维-斯托克斯方程将面临挑战,建立纳通道内生物分子输运规律将丰富流体力学的研究内容。

关键词：基因测序固态纳米孔过孔速度信噪比输运规律

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猪笼草捕虫笼超滑表面黏附特性测量和抗黏稳定性分析

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第2期47卷 259-264页

作者：王玉娟宋小闯陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

利用环境扫描电子显微镜(ESEM)表征红瓶猪笼草叶笼蜡质滑移区表面微观结构.利用手动悬臂移动法在原子力显微镜(AFM)无针尖探针悬臂上黏附15μm二氧化硅微球模拟单根刚毛与猪笼草蜡质区表面的接触,对新鲜蜡质区表面黏附力和摩擦力在干燥... 详细信息

利用环境扫描电子显微镜(ESEM)表征红瓶猪笼草叶笼蜡质滑移区表面微观结构.利用手动悬臂移动法在原子力显微镜(AFM)无针尖探针悬臂上黏附15μm二氧化硅微球模拟单根刚毛与猪笼草蜡质区表面的接触,对新鲜蜡质区表面黏附力和摩擦力在干燥空气环境和不同湿度条件的空气环境中做定量测试,并以光滑玻璃和热氯仿处理后的猪笼草表面作为参照.研究结果表明:猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体是导致昆虫在植物表面打滑的主要原因,该结构能有效减小微球(或刚毛)与相应接触面的接触面积,从而降低微球(或刚毛)的黏附力和摩擦力.猪笼草蜡质滑移区表面三维片状蜡质晶体能有效排除接触区附近的水蒸气,保证了猪笼草蜡质滑移区在不同的湿度条件下均能保持高效抗黏稳定性.猪笼草蜡质滑移区表面的微构筑模式为微纳机电系统中抗黏附设计提供了绝佳的仿生学模板.

关键词：猪笼草蜡质区抗黏附稳定性

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典型构筑植物表面不同湿度条件下黏附和摩擦特性研究

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机械工程学报 2017年第21期53卷 86-94页

作者：王玉娟宋小闯杨决宽毕可东陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

利用原子力显微镜的胶体探针技术,对不同湿度条件下四种具有典型构筑(光滑二维蜡质层、微褶皱、大褶皱、三维蜡质晶体)的原始植物表面以及两种氯仿处理后的植物样品表面的黏附力和摩擦力进行定量测试和分析。试验结果表明:冬青叶表面光... 详细信息

利用原子力显微镜的胶体探针技术,对不同湿度条件下四种具有典型构筑(光滑二维蜡质层、微褶皱、大褶皱、三维蜡质晶体)的原始植物表面以及两种氯仿处理后的植物样品表面的黏附力和摩擦力进行定量测试和分析。试验结果表明:冬青叶表面光滑二维蜡质涂层降低了其表面能和亲水特性,这不仅降低胶体探针与其表面在干燥条件下固固接触的摩擦力和黏附力,而且有效地阻碍了小湿度条件下液桥的形成,提高了其在小湿度条件下的脱附性能;荔枝叶表面微褶皱结构特征增大了固固接触的缝隙,不利于空气中的水蒸气冷凝并在毛细力的作用下形成液桥,从而在更大的湿度范围内提高了其脱附能力,脱附效果优于二维蜡质涂层;仙客来表面大褶皱特征和猪笼草表面三维蜡质晶体能有效排除接触界面附近的水蒸气,在干燥条件和高湿度条件下均能保持高效脱附功能,而猪笼草表面的微结构特征和蜡质晶体低表面能的耦合作用使其具有比仙客来表面大褶皱结构特征更优良的脱附功能。这些研究成果为仿生反黏附表面的设计和制备提供了理论依据。

关键词：胶体探针湿度黏附力摩擦力典型构筑

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面向生物分子检测的MoS_2膜流体场效应管的制备

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第5期47卷 913-917页

作者：沙菁 徐伟徐冰邹益人陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

为提高生物分子检测的灵敏度,通过氮化硅基底的制备、二硫化钼(MoS_2)薄膜的铺陈以及金属电极的制备等步骤研制了MoS_2流体场效应管.将制备好的场效应管进行电学表征并分别在空气和浸润环境中进行性能测试.实验结果表明:当背栅电压为0 V... 详细信息

为提高生物分子检测的灵敏度,通过氮化硅基底的制备、二硫化钼(MoS_2)薄膜的铺陈以及金属电极的制备等步骤研制了MoS_2流体场效应管.将制备好的场效应管进行电学表征并分别在空气和浸润环境中进行性能测试.实验结果表明:当背栅电压为0 V时,漏极电流与电压呈线性关系,电极与二硫化钼样品之间的接触为欧姆接触;用机械剥离方法制备出的MoS_2薄膜为单层;浸润环境下场效应管上二硫化钼的电阻比空气中的小,这是由于浸润环境下样品杂质掺杂浓度提高所致;随着液栅电压的增加,漏极电流与电压的曲线斜率也会随之增加,场效应增强.作为一种新型的二维材料,二硫化钼可以用来制备流体场效应管和提高生物分子检测的灵敏度.

关键词：二硫化钼场效应晶体管背栅电压转移过程生物分子检测

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二维声子晶体色散关系的大尺度晶格动力学计算

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东南大学学报（自然科学版） 2017年第3期47卷 495-499页

作者：魏志勇蒋永强毕可东杨决宽陈云飞东南大学机械工程学院南京211189 东南大学江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室南京211189

提出了一种计算大尺度原胞的晶格动力学方法,对光滑硅薄膜的声子色散关系进行了检验.在不考虑声子区域折叠效应的条件下,通过比较超原胞和单原胞模型计算的声子色散关系,证实了所提方法的正确性.运用该方法研究了二维孔状硅声子晶体的... 详细信息

提出了一种计算大尺度原胞的晶格动力学方法,对光滑硅薄膜的声子色散关系进行了检验.在不考虑声子区域折叠效应的条件下,通过比较超原胞和单原胞模型计算的声子色散关系,证实了所提方法的正确性.运用该方法研究了二维孔状硅声子晶体的色散关系.进一步研究了硅声子晶体色散关系与气孔率和膜厚的关系,结果发现,与相同厚度的光滑硅薄膜相比,孔的存在降低了三支声学的声子群速度;随着气孔率的增加,声子群速度快速降低;而增加薄膜厚度主要增加了法向声子群速度.

关键词：声子晶体晶格动力学色散关系群速度

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