检索结果-内蒙古大学图书馆

生物材料在多尺度力治疗学中应用的2022年度研究进展

医用生物力学 2023年第6期38卷 1058-1066页

作者：贾渊博徐峰西安交通大学第二附属医院移植外科西安 710004 西安交通大学外科危重病急救与生命支持教育部重点实验室西安 710049 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室仿生工程与生物力学研究所西安 710049

随着对生物力学与力学生物学机制理解的深入,力学如何应用于疾病治疗受到越来越多的关注,由此产生了力治疗学这一新兴领域.生物材料与力治疗学的结合,为疾病的力学治疗提供了多样化的干预途径与丰富的技术手段.本文结合 2022 年度生物... 详细信息

随着对生物力学与力学生物学机制理解的深入,力学如何应用于疾病治疗受到越来越多的关注,由此产生了力治疗学这一新兴领域.生物材料与力治疗学的结合,为疾病的力学治疗提供了多样化的干预途径与丰富的技术手段.本文结合 2022 年度生物材料在力治疗学中应用的最新进展,着眼于多尺度的力治疗途径分析,从器官与组织、微组织、细胞与亚细胞和分子 4 个尺度,探讨生物材料如何服务于力治疗学应用,以期助力多学科交叉研究发展、推动力治疗研究的转化与应用.

关键词：力治疗学生物材料力医学力学生物学力学微环境

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腱骨界面力医学及其对腱骨界面损伤的临床诊疗价值

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中华创伤杂志 2024年第10期40卷 929-937页

作者：尹战海刘俏男贾渊博李小康黄国友徐峰西安交通大学第一附属医院骨科西安710061 西安交通大学第二附属医院移植外科西安710004 空军军医大学唐都医院骨科西安710038 武汉大学土木建筑工程学院工程力学系武汉430072 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室仿生工程与生物力学研究所西安710049

腱骨界面是肌腱或韧带与骨骼相连接的部位。腱骨界面损伤是一类“软-硬”组织界面损伤,包括肩袖-骨界面损伤、交叉韧带-骨界面损伤,通常是在腱骨界面组织退变的基础上结合急、慢性损伤引起,会对患者的运动能力产生严重影响。近年来,随... 详细信息

腱骨界面是肌腱或韧带与骨骼相连接的部位。腱骨界面损伤是一类“软-硬”组织界面损伤,包括肩袖-骨界面损伤、交叉韧带-骨界面损伤,通常是在腱骨界面组织退变的基础上结合急、慢性损伤引起,会对患者的运动能力产生严重影响。近年来,随着生物力学、力生物学与运动医学交叉研究的不断深入,力学因素在腱骨界面损伤修复过程中的作用受到越来越多的关注,成为腱骨界面损伤修复的前沿研究热点。因此,笔者综合国内外相关研究,提出“腱骨界面力医学”这一概念,从生物力学、力生物学、力诊断学和力治疗学4个方面阐释腱骨界面的力学特性和力学刺激对腱骨界面生物学行为的影响,并从力学角度探讨腱骨界面损伤的诊疗方法,为腱骨界面损伤修复提供新的研究视角和思路。

关键词：运动损伤韧带肌,骨骼生物力学腱骨界面

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持续性高过载下人脑的多孔弹性响应

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应用数学和力学 2024年第6期45卷 691-709页

作者：田金刘少宝卢天健徐峰西安交通大学第二附属医院西安710061 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安710049 南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学多功能轻量化材料与结构工信部重点实验室南京210016

航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维... 详细信息

航空航天飞行期间经常出现的持续性高过载,对乘员的脑功能有重要影响,而脑功能受脑组织力学行为的影响,且后者与载荷特点高度相关.为预测持续性高过载下的人脑力学响应,该文采用多孔弹性本构描述了脑组织的力学行为,基于简化的头部一维多层结构模型,推导了脑组织的多孔弹性控制方程、状态量传递矩阵,利用La-place变换及其逆变换,得到了颅内液体压力、颅内液体渗流速度、脑组织有效应力、脑组织位移的时空分布.结果表明,颅内液体渗流对脑组织在持续性高过荷下的响应有显著影响.该文强调采用多孔弹性本构描述脑组织力学行为的适切性和必要性,为极端载荷条件下人脑生物力学响应研究提供了重要的理论见解.

关键词：脑组织力学响应持续性高过载多孔弹性本构

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考虑细胞外基质黏弹性行为的细胞黏附力学模型

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应用数学和力学 2021年第10期42卷 1074-1080页

作者：程波徐峰西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所西安710049

细胞外基质由大量胶原蛋白和纤维蛋白组成,这些基质蛋白形成复杂的交联网络状结构,具有黏弹性力学特性.研究表明,黏弹性基质能显著影响细胞迁移、增殖和分化等生理行为,还能影响癌症转移和组织纤维化等疾病的发生与发展.然而,细胞感知... 详细信息

细胞外基质由大量胶原蛋白和纤维蛋白组成,这些基质蛋白形成复杂的交联网络状结构,具有黏弹性力学特性.研究表明,黏弹性基质能显著影响细胞迁移、增殖和分化等生理行为,还能影响癌症转移和组织纤维化等疾病的发生与发展.然而,细胞感知细胞外基质黏弹性力学特性的分子机制仍不清楚.该文通过建立细胞黏附力学模型,从分子层次揭示细胞黏附在细胞响应外界黏弹性力学微环境中的作用.结果表明,细胞能通过调控细胞黏附动力学(包括黏附周期和黏附形成时间)响应细胞外基质的黏弹性力学特性.通过将模型计算结果与实验现象相比较,验证了模型的正确性.细胞黏附力学模型将为组织工程中细胞力学微环境的构建奠定理论基础.

关键词：黏弹性力信号传导细胞黏附力学微环境

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细胞的力学智能

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力学进展 2025年第2期 340-377页

作者：程波卢梦楠贾渊博徐峰西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安交通大学第二附属医院移植外科西安交通大学外科重症与生命支持教育部重点实验室

生物智能行为特征,如感知、记忆、学习、问题求解及决策等,在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在.近期研究揭示,单个细胞在与其微环境相互作用的过程中,也表现出部分类似于人类智能的行为,如“多模态感知”“问题求解”“学... 详细信息

生物智能行为特征,如感知、记忆、学习、问题求解及决策等,在人类、动物及具有神经系统的高等生物中普遍存在.近期研究揭示,单个细胞在与其微环境相互作用的过程中,也表现出部分类似于人类智能的行为,如“多模态感知”“问题求解”“学习记忆”及“演化适应”等.细胞智能作为新提出的颠覆性理论概念,其基本问题包括细胞智能的形成原理、群体细胞涌现群体智能行为机制及单细胞进化为多细胞生命的演化动力等.随着生物力学及力生物学的发展,大量研究表明细胞力学微环境对细胞生理行为具有重要影响.在力学刺激作用下,单个细胞同样表现出智能行为.基于此,本文提出了“细胞的力学智能”的概念,从细胞力学感知、力学决策、力学记忆及力学学习等方面对智能行为特征进行了总结,旨在为细胞力学智能的形成机制及其潜在应用方向(如细胞智能医学)提供新的思路与见解.

关键词：细胞的力学智能细胞力学感知细胞力学记忆细胞力学学习细胞智能医学

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扫描电化学显微镜在生物医学领域的应用研究进展

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中国科学：化学 2021年第3期51卷 337-358页

作者：李亚北叶朝阳刘禹霖赵宇翔翟阳朱彤徐峰李菲西安交通大学化学学院西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安710049 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 陕西省肿瘤医院肿瘤内科西安710061 西电集团医院心内科西安710077

研究病变细胞和组织的异常表现可为理解重大疾病发生发展的病理机理和新型药物筛选提供重要参考.扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy,SECM)是一种基于电化学原理的扫描探针显微镜,通过记录探针在样品表面扫描时的电... 详细信息

研究病变细胞和组织的异常表现可为理解重大疾病发生发展的病理机理和新型药物筛选提供重要参考.扫描电化学显微镜(Scanning electrochemical microscopy,SECM)是一种基于电化学原理的扫描探针显微镜,通过记录探针在样品表面扫描时的电流或电位等信息,对活细胞的形态和多种化学信息进行原位、实时、精准表征.近10年来,SECM在重大疾病相关的细胞、细胞球和微组织层次的应用研究得到快速发展.本文从与疾病相关的SECM研究角度入手,分别从单细胞、细胞球和微组织层次小结SECM近10年来在生物医学领域的应用研究进展.首先介绍SECM的仪器组成、探针种类和工作模式,其次分别介绍SECM在神经细胞、心肌细胞和肿瘤细胞的应用进展,之后介绍SECM近期在细胞球和微组织的最新应用,最后提出并展望SECM技术在生物医学领域进一步应用所面临的挑战和发展方向.

关键词：扫描电化学显微镜神经细胞心肌细胞肿瘤细胞细胞球微组织

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乳腺癌细胞重塑细胞外基质形成高效迁移隧道网络的力学生物学机制研究

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医用生物力学 2024年第S1期39卷 602-602页

作者：高欢靳国瑞程波杨谨徐峰西安交通大学第一附属医院Ⅰ期临床试验中心西安710061 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学生命科学与技术学院仿生工程与生物力学研究所(BEBC)西安710049

目的复发转移是乳腺癌首要死因,挖掘转移新机制及治疗策略具有重大临床意义。细胞外基质(ECM)是肿瘤转移的首要屏障,乳腺癌细胞能重塑ECM形成隧道以开辟阻力最小的转移路径。然而,现有研究仅关注单细胞水平隧道的局部结构,多细胞系统细... 详细信息

目的复发转移是乳腺癌首要死因,挖掘转移新机制及治疗策略具有重大临床意义。细胞外基质(ECM)是肿瘤转移的首要屏障,乳腺癌细胞能重塑ECM形成隧道以开辟阻力最小的转移路径。然而,现有研究仅关注单细胞水平隧道的局部结构,多细胞系统细胞间交流协作下的隧道全貌亟待揭开。方法本研究将焦点升级至相互协作的多细胞系统,通过临床样本及动态追踪的3D培养体系,揭示多细胞系统下的隧道全貌。基于单细胞精密力学平台、单细胞转录组测序、数理模型等技术手段,深入破解隧道全貌形成的力学生物学机制。结果本研究首次发现乳腺癌细胞能重塑ECM构筑出高效迁移隧道网络。机制研究表明乳腺癌细胞能够通过细胞收缩力来源的ECM重塑形成由平行排列胶原纤维束构成的“机械桥”,其通过介导细胞-细胞远程机械信号交流引导相桥接隧道沿“机械桥”交互汇合形成隧道网络。其中,位于隧道尖端的“领导细胞”以integrin-Rho A/YAP信号通路激活及MMP14高表达为特征,是隧道网络形成的主导者。结论本研究首次揭开了乳腺癌三维多细胞体系中的隧道全貌,融合了癌症转移、力学生物学、生物材料等跨学科领域的热点,从ECM重塑角度开拓了乳腺癌细胞高效迁移研究的新视野,为乳腺癌转移发掘新型潜在治疗策略。

关键词：力学生物学乳腺癌细胞乳腺癌转移细胞外基质跨学科领域细胞收缩肿瘤转移平行排列

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生物医用一氧化氮控释光学功能材料及其在皮肤再生中的应用研究

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中国医药生物技术 2023年第6期18卷 523-533页

作者：倪钧钧郭亮王素音朱娜赵婧靳国瑞西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室/仿生工程与生物力学研究所陕西710049 西北大学化工学院陕西省可降解生物医用材料重点实验室西安710069

皮肤是身体与外界环境的保护屏障,也是人体最大的器官。在深度损伤和烧伤的情况下,皮肤愈合过程并不充分,从而导致慢性伤口最终可能导致截肢和死亡。从人口统计学角度看,慢性伤口和愈合障碍患者的数量逐渐达到流行病的比例,并将在人类... 详细信息

皮肤是身体与外界环境的保护屏障,也是人体最大的器官。在深度损伤和烧伤的情况下,皮肤愈合过程并不充分,从而导致慢性伤口最终可能导致截肢和死亡。从人口统计学角度看,慢性伤口和愈合障碍患者的数量逐渐达到流行病的比例,并将在人类健康和经济方面造成更大的负担[1-2]。

关键词：慢性伤口一氧化氮流行病皮肤再生皮肤愈合生物医用愈合障碍人类健康

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牙周软-硬组织界面梯度力学微环境调控MSCs免疫表型的机制

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医用生物力学 2024年第S1期39卷 416-416页

作者：张辉李昂徐峰西安交通大学口腔医学院陕西省颅颌面精准医学研究重点实验室西安710049 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室西安710049 西安交通大学仿生工程与生物力学研究所(BEBC) 西安710049

牙周组织主要由牙骨质(硬)-牙周膜(软)-牙槽骨(硬)复合体组成,其中牙周膜-牙槽骨组织界面是功能发挥的关键因素之一。然而,临床治疗仍无法在缺损区重建出牙周膜-牙槽骨组织界面的生理结构和功能。目的表征牙周膜—牙槽骨组织界面的组成... 详细信息

牙周组织主要由牙骨质(硬)-牙周膜(软)-牙槽骨(硬)复合体组成,其中牙周膜-牙槽骨组织界面是功能发挥的关键因素之一。然而,临床治疗仍无法在缺损区重建出牙周膜-牙槽骨组织界面的生理结构和功能。目的表征牙周膜—牙槽骨组织界面的组成、结构和力学特性,探究炎症时该界面力学微环境调控间充质干细胞(MSCs)免疫表型的机制。方法使用拉曼光谱、原子力显微镜、多重免疫组化技术表征健康、牙周炎SD大鼠的组织界面力学微环境和MSCs免疫表型。其次,制备刚度梯度细胞培养平台,模拟在体组织界面MSCs刚度梯度微环境。最后,基于细胞培养平台,结合免疫荧光和力学模型,阐明刚度梯度调控MSCs免疫表型的分子机制。结果组织界面存在细胞尺度的刚度梯度,牙周炎会导致组织界面刚度梯度强度(SGS特征)降低,且组织界面处的MSCs具有MSC2表型(抗炎表型)。其次,SGS特征通过细胞极化调控MSC2表型。最后,发现SGS特征通过整合素和肌球蛋白ⅡB极化以及细胞核力学转导调控MSC2表型的关键力学生物学机制。结论牙周膜-牙槽骨组织界面存在细胞尺度的刚度梯度,SGS特征通过调控MSCs细胞极化影响MSC2表型。这项工作为组织工程和再生医学应用中合理设计软—硬组织界面的仿生策略提供了指导。

关键词：组织界面免疫表型力学生物学微环境调控缺损区牙周膜细胞培养牙槽骨

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人工智能在检验医学医疗决策系统中的应用

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国际检验医学杂志 2025年第1期46卷 1-6页

作者：游民黎曹超羽府伟灵姚春艳西安交通大学生命科学与技术学院/生物医学信息工程教育部重点实验室/仿生工程与生物力学研究所陕西西安710049 陆军军医大学第一附属医院检验科重庆400038 陆军军医大学第一附属医院输血科重庆400038

基于人工智能的医疗决策系统能够显著加快医疗决策过程并提升其准确性,然而,该系统在个性化医疗和医疗数据采集方面仍面临挑战。文章从基于人工智能的检验组学和多维度数据采集两方面入手,探讨了解决这些问题的可能途径,并总结了利用检... 详细信息

基于人工智能的医疗决策系统能够显著加快医疗决策过程并提升其准确性,然而,该系统在个性化医疗和医疗数据采集方面仍面临挑战。文章从基于人工智能的检验组学和多维度数据采集两方面入手,探讨了解决这些问题的可能途径,并总结了利用检验组学和多维度数据采集推动智能医疗决策系统发展的成果,以及存在的瓶颈问题。此外,文章还分析了人工智能在医学教育中的应用前景及其对提升整体医疗决策水平的潜在作用。

关键词：检验医学医疗决策系统人工智能检验组学医疗数据医学教育

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