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人工味觉技术在饮料产品质量检测中的应用
人工味觉技术是将仿生学、传感器技术和计算机技术集合而成的仿生传感器，具有模拟人体味觉器官的作用，能够对物质进行科学有效的识别。与传统检测方法不同的是，人工味觉技术分析出的不是食品样品中某种或某几种成分的结果，而是被检测样品的整体味觉信息。其次被检测的样品，不用经过预处理，就可以直接通过人工味觉进行检验，对于减少检测环节、简化检测分析步骤具有重要的意义。第三与感官评价专家组相比，人工味觉技术更加客观，分析也更加精确。
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纳米生物机器人
纳米技术与分子生物学的结合将开创分子仿生学新领域.分子仿生学模仿细胞生命过程的各个环节,以分子水平上的生物学原理为参照原型,设计制造各种各样的可对纳米空间进行操作的"功能分子器件",即纳米生物机器人.纳米机器人的研制和开发将成为21世纪科学发展的一个重要方向,对医学产生了巨大影响.
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基于仿生管理理论的研究型医院组织管理体系构建
近年来，越来越多的医院加入到研究型医院的建设队伍中，围绕研究型医院管理开展大量的探索与实践，尝试许多新的管理理论与方法。现基于仿生学理论，探讨研究型医院组织管理体系构建。
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仿生脉冲磁场联合同种异体骨髓间充质干细胞移植治疗股骨头坏死的实验研究
目的 研究仿生脉冲磁场(BEMF)联合同种异体骨髓间充质干细胞(BMSCs)对兔早期股骨头坏死(ONFH)模型的促血管再生、骨再生的修复作用.方法 取成功造模的液氮型ONFH模型24只,并随机分为4组,A组为制作模型而不填充任何材料,B组为单纯明胶海绵和PBS液填充,C组为填充复合骨髓间充质干细胞的明胶海绵,D组为填充复合骨髓间充质干细胞的明胶海绵,并予仿生脉冲磁场照射4周(2 h/d).于治疗后2、4、8周对各组股骨头进行解剖学、X线片、CT、组织切片观察及免疫组化血管染色,并进行血管计数.结果 (1)股骨头大体及CT观察:A组2周时可见典型的骨坏死;B组2周时可见明胶海绵吸收,4、8周骨坏死缺损清晰可见;C、D组:2周可见明胶海绵吸收,4周有新骨形成伴髓腔再通,8周新生骨与宿主骨界限模糊;(2)血管计数:术后4、8周C、D组新生血管计数大于A、B组(P＜0.05),C、D两组比较,D组新生血管计数大于C组(P＜0.05).结论 BEMF联合同种异体骨髓间充质干细胞移植可促进坏死股骨头内血管再生和骨修复作用.
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多聚磷酸钠与聚丙烯酸双向调控单层重组胶原模型的仿生矿化
目的 探讨多聚磷酸钠(sodium tripolyphosphate,STTP)与聚丙烯酸对单层重组Ⅰ型胶原模型的仿生矿化诱导作用,为STTP与聚丙烯酸在牙本质和骨胶原矿化诱导的扩展应用提供依据.方法 采用牛表皮Ⅰ型胶原在圆形盖玻片与透射电镜镍网表面建立单层重组胶原模型.联合应用组样本经含STTP与聚丙烯酸的模拟体液-硅酸盐水门汀树脂矿化系统诱导矿化.在矿化诱导第12、24、48和72h取出联合应用组样本(每个时间点样本量为18),用扫描电镜和透射电镜定性分析胶原微观形态学变化,并与矿化诱导72h、不含STTP和聚丙烯酸的空白组(样本量为18),以及仅含STTP或聚丙烯酸的对照组(STTP组、聚丙烯酸组,样本量均为18)进行比较.结果 空白组和2个对照组均未见胶原纤维内矿化现象.联合应用组在STTP与聚丙烯酸的协同诱导下矿化12 ～24 h后,重组胶原纤维表面可见纳米级球形电子致密物沉积;随着矿化时间延长,纤维表面无定形电子致密物逐渐消失,代之以胶原纤维内呈高度迭序排列的磷灰石纳米微晶,使纤维呈现典型的周期性横纹结构.结论 在模拟体液-硅酸盐水门汀树脂存在的情况下,联合应用STTP和聚丙烯酸能成功诱导磷灰石纳米微晶在不含非胶原蛋白的重组胶原内有序沉积,实现胶原纤维内矿化.
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软骨组织工程生物仿生支架研究
软骨组织工程支架为软骨组织再生提供三维模板和人造细胞外基质环境,具有非常重要的作用.本文综述了现有的软骨组织工程领域中一些仿生支架的研究,包括仿生性软骨组织工程支架的特性;生物支架的制备技术;以及生物活性蛋白传递方法等.
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一种新型材料体外复合培养观察大鼠骨骼肌肌球蛋白变化
本实验系基于仿生学的原理,参照骨骼肌肌原纤维的超微结构而设计的.首先将由胶原蛋白和甲壳素交联而成医用可吸收缝线平行折叠,并制备成圆柱体样结构,然后将其与大鼠骨骼肌成肌细胞L6体外复合培养,分别于第1天至第6天消化细胞并溶解于PBS中,ELISA检测大鼠骨骼肌肌球蛋白的变化,统计软件分析并进行曲线拟合,以寻求大鼠骨骼肌肌球蛋白在体外培养早期的变化态势.
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气囊仿生助产分娩的临床分析
目的 探讨气囊仿生助产仪在临床阴道分娩中的作用.方法 选择初产妇162 例,随机分为观察组(应用气囊助产)和对照组各81 例,观察两组产妇的产程、分娩方式及围生情况.结果观察组的第一产程、第二产程明显缩短,阴道分娩率大大提高,剖宫产率降低,差异有统计学意义.产后出血两组比较差异无统计学意义.观察组无会阴血肿及产后尿潴留发生,而对照组各有2 例.结论气囊助产术可缩短产程,降低软产道损伤,使自然分娩率增加,降低剖宫产率.
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表面纳米仿生改性的组织工程血管支架材料对猪血液相容性的影响
目的 研究等离子体引发的小肠黏膜下层组织膜(SIS)表面纳米仿生改性对其血液相容性的影响.方法 利用等离子体技术引发SIS膜表面纳米改性,通过扫描电镜检测SIS改性后表面纳米形态,并通过表面接触角和体外凝血时间检测,以及纳米改性后SIS管腔的长期通畅性和组织学检测来评价SIS膜的血液相容性.结果 改性SIS膜表面呈现出"岛状"、"沟漕样"纳米仿生形态,水接触角降低,亲水性增强,表面自由能增大,凝血酶原时间PT、部分凝血活酶时间APTT以及凝血酶时间TT明显延长,SIS小口径血管支架在6周仍保持通畅,组织学检测显示管腔内壁有完整的内皮覆盖.结论 SIS膜表面通过等离子体进行纳米仿生改性,具有良好而持久的抗凝血性,表现出良好的血液相容性.
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聚乙二醇-骨形态发生蛋白-2-聚乳酸/聚已内酯载基因仿生骨促进骨缺损修复的实验观察
目的 观察聚乙二醇(PEG)/骨形态发生蛋白(BMP)-2纳米基因复合物及载基因仿生骨与骨髓间充质干细胞(BMSCs)对骨缺损修复的共同作用.方法 通过离子交联法制备PEG/BMP-2纳米基因复合物,通过溶液共混法制备聚乳酸(PLA)/聚已内酯(PCL)载基因仿生骨并接种BMSCs于仿生骨之上,应用免疫组化及免疫印迹检测BMSCs转染后BMP-2蛋白表达;酶联免疫方法检测转染后细胞培养上清中BMP-2分泌情况;实时聚合酶链反应检测转染后细胞BMP-2及骨钙素mRNA表达水平;截除新西兰大耳白兔双侧桡骨中段,植入载基因仿生骨材料,对骨缺损修复部位摄X线片、行HE染色和BMP-2免疫组织化学染色.结果 制备出PEG/BMP-2纳米颗粒及PEG-BMP-2-PLA/PCL载基因仿生骨.PEG/BMP-2纳米颗粒转染BMSCs和载基因仿生骨BMSCs内BMP-2表达量明显上调,骨钙素mRNA表达和碱性磷酸酶活性有所增加;体内实验中,PEG-BMP-2-PLA/PCL载基因仿生骨组与对照组比较BMP-2表达升高,新生骨在骨缺损区域所占面积比也明显增加.结论 PEG-BMP-2-PLA/PCL对骨缺损修复具有良好的效果.
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精妙的人体与超能的生物医学工程
人类经过长期的进化,人体结构和功能变得如此精妙完美,但伤和病不断摧残着人类的肉体和精神;生物医学工程的诞生和发展,以其独特的优势在伤病防治中发挥着越来越重要的作用,在带给患者福音的同时,也有一些值得思考和关注的问题.本文从对人的仿生思考着手,创新性地提炼出了仿生(人)管理理论,提出生物医学工程是仿生学成果的一部分,指出生物医学工程产品研发和应用于患者时,应遵循保持人体整体性、自然系统协调性、能自适应性(智能化)和新陈代谢不断更新的理念,更加贴近人体正常状态下的自然结构和功能需求,实现生物医学工程研发成果和人体的有机结合.
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磷酸化壳聚糖/无定形磷酸钙复合物与多聚磷酸钠对脱矿牙本质仿生再矿化的影响
目的 探讨磷酸化壳聚糖/无定形磷酸钙(P-chi/ACP)与多聚磷酸钠(TPP)对脱矿牙本质体外仿生再矿化的影响,为深龋再矿化治疗提供思路.方法 将32颗中度磨耗的离体磨牙制成大小相同的完全脱矿牙本质片32个,其中2个样品用于透射电镜表征,另30个分成2组:P-chi/ACP+TPP组(n=15)经TPP预处理后,固定在放置有P-chi/ACP的体外模型上;P-chi/ACP组(n=15)不经过TPP处理.所有样品根据是否与P-chi/ACP接触分为实验侧与对照侧.处理1周后,进行显微计算机断层扫描定量分析密度变化、透射电子显微镜定性分析微观形态变化.结果 显微计算机断层扫描结果显示P-chi/ACP+TPP组的实验侧灰度值高于对照侧(125.42±12.16 vs 96.96±10.56,t=7.124,P＜0.01),P-chi/ACP组中的实验侧灰度值高于对照侧(119.39±8.64 vs 105.27±9.42,t=5.329,P＜0.01).透射电子显微镜显示P-chi/ACP+TPP组有纤维内横纹样结构出现,提示脱矿牙本质片实现了其主要成分Ⅰ型胶原的分级化纤维内矿化;P-chi/ACP组未见横纹样结构.结论 单独利用P-chi/ACP能够提高脱矿牙本质的密度,但共同利用TPP与P-chi/ACP复合物才能实现完全脱矿牙本质的仿生再矿化.
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脑电仿生电刺激神门穴、乳突穴对皮质下动脉硬化性脑病患者的影响
目的 探讨脑电仿生电刺激神门穴、乳突穴对皮质下动脉硬化性脑病(SAE)患者的影响.方法 选取2015年2月—2017年6月苏州市吴江区中医医院内科收治的SAE患者124例,采用随机数字表法分为对照组和研究组,每组62例.对照组患者给予盐酸多奈哌齐治疗,研究组患者在对照组治疗基础上给予脑电仿生电刺激神门穴、乳突穴治疗;两组患者均连续治疗6周.比较两组患者临床疗效,治疗前后中文版蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、长谷川痴呆量表(HDS)评分、脑部血流速度、同型半胱氨酸(Hcy)、D-二聚体及血液流变学指标(包括全血高切黏度、全血低切黏度、血浆黏度、红细胞聚集指数),并观察两组患者治疗期间不良反应发生情况.结果 (1)研究组患者临床疗效优于对照组(P<0.05).(2)治疗前两组患者中文版MoCA评分、HDS评分比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后研究组患者中文版MoCA评分、HDS评分高于对照组(P<0.05).(3)治疗前两组患者左椎动脉、右椎动脉、基底动脉血流速度比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后研究组患者左椎动脉、右椎动脉、基底动脉血流速度快于对照组(P<0.05).(4)两组患者治疗前血浆Hcy、D-二聚体水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后研究组患者血浆Hcy、D-二聚体水平低于对照组(P<0.05).(5)两组患者治疗前全血高切黏度、全血低切黏度、血浆黏度、红细胞聚集指数比较,差异均无统计学意义(P>0.05);治疗后研究组患者全血高切黏度、全血低切黏度、血浆黏度、红细胞聚集指数均低于对照组(P<0.05).(6)两组患者治疗期间均未发生严重不良反应.结论 脑电仿生电刺激神门穴、乳突穴可有效减轻SAE患者痴呆程度,改善患者神经功能、认知功能,加快脑部血流速度,降低血液黏稠度,且安全性较高.
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零感OT-MⅡ型一次性吸氧管的临床应用及护理
氧疗是数十年来常用,直接、有效改善低氧血症,促进组织新陈代谢,维持机体生命活动的一种治疗方法.为解决氧气湿化过程中普遍存在的湿化液污染及湿化产生噪声问题,2010年8月-11月我科应用零感OT-MⅡ型一次性吸氧管为患者进行吸氧,并与传统湿化方式的对照组进行了比较,研究噪声产生、氧气湿度与患者反应的差异,湿源物质细菌培养情况.零感OT-MⅡ型一次性吸氧管的水凝胶仿生学氧气湿化及输送系统应用于临床氧疗,在保证氧气加湿效果和按需足量输送氧气的同时,消除了传统氧气湿化液污染及湿化时产生的噪声,有助于患者安全的保护,取得了满意的临床效果,现报告如下.
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植入人工电子耳蜗患儿的护理
人工电子耳蜗是近年来随着仿生学发展起来的一项新技术;特别是多导人工电子耳蜗技术的发展,更为助听效果不佳的病人提供了改善听力的新途径.电子耳蜗的基本原理是人工耳蜗的语言处理器将接收到的声音信号转化为编码的电信号,由植入的电极刺激螺旋神经节细胞;再由听神经将信号传人大脑产生听觉.植入人工电子耳蜗是使先天或后天性重度感音性耳聋患儿听力补偿的重要途径,但植入人工电子耳蜗的护理是提高疗效的关键.现将植入人工电子耳蜗患儿的护理介绍如下.
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弹性小吸盘组合性义齿保护牙槽嵴提高全口义齿固位的临床研究
目的:全口义齿的固位问题一直是修复领域的一项难题,特别对牙槽嵴高度吸收的患者在固位上更加困难,国内外目前尚无理想的解决方法.方法:根据仿生学原理,设计并研制出一种"弹性小吸盘组合性义齿".结果:对牙槽嵴高度吸收的难题提供了一个新的修复方法.结论:该法既减缓了牙槽嵴的进行性吸收,提高了全口义齿的固位效果,增加了稳定性,使全口义齿的咀嚼功能也得到了提高.
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假肢步态实验平台设计
背景:目前对于假肢的评价还停留在主观感受,缺乏一套客观的评价系统,建立模拟人体运动的在线假肢参数检测系统对于假肢性能的评价、假肢研究设计具有重要意义.目的:实现假肢的多种步态运动,并通过运动学、动力学数据的比对,评价其仿真程度.方法:根据仿生学原理,将下肢假肢简化成四杆四轴的力学模型,利用采集得到的多种步态模式,驱动下肢假肢运动,并搭建动态力学测试平台,实时测量假肢运动的地面垂直反力和前后剪力.结果与结论:假肢步态运动,髋膝关节的变化曲线与正常步态数据相一致,而其地面垂直反力与前后剪力也与正常人体相接近.提示假肢步态实验平台模拟了下肢假肢步态运动,并实时采集假肢运动的多项运动学、动力学参数,具备较高的仿真程度.
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颈部挥鞭伤仿真发生装置及其模拟实验
目的:验证自行设计的颈部挥鞭伤仿真发生装置的可操作性及稳定性,通过模拟实验分析颈部挥鞭伤的伤情特点以及损伤程度和牵引加速度之间的关系.方法:实验于2003-09/2004-05在第三军医大学新建的实车碰撞实验室完成.选取健康成年杂种犬21只,随机分为4组:重度伤组、中度伤组、轻度伤组各6只,分别施加(40±1.5)g,(25±1.5)g,(15±1.5)g的牵引加速度;对照组3只,用于检查正常颈段脊髓的病理切片.采用自行设计的颈部挥鞭伤仿真发生装置,建立犬颈部挥鞭伤的实验模型,通过联合行为评分(分为五级:0级:弛缓性瘫痪;1级:肌紧张和膀胱控制失调;2级:受伤后肢的负重作用;3级:表现为1或2个后肢跛行;4级:能短时间行走、跑,不能走直行路线;5级:正常,完全恢复)对实验犬的运动、感觉、反射以及肢体动作协调等脊髓功能进行综合评定.检测伤前和伤后皮质体感诱发电位和运动诱发电位的变化以及损伤程度.结果:实验纳入21只犬全部进入结果分析,中途无脱落.①颈部挥鞭伤仿真发生装置的建立:此装置可以根据落锤重量和下落高度差的调节产生比较稳定、不同大小的牵引力和牵引加速度,能较好的模拟汽车追尾碰撞中乘员的头颈部运动特点,可用于仿真汽车追尾碰撞过程中颈部挥鞭伤的发生过程.②行为学观测(联合行为评分):不同的加速度组其损伤的程度不同.重度伤组、中度伤组和轻度伤组在致伤后各时相点沣的评分均小于正常值(5分),且3组评分依次递增.③皮质体感诱发电位的变化:伤后即刻重度伤组出现了波形基本消失,没有明显的NPN波形.与各自伤前比较,中度伤组和轻度伤组伤后即刻的N1,P1波均明显升高[(37.2±2.7),(12.4±1.3)μV;(58.9±3.1),(48.6±2.0)μV;(18.2±2.1),(12.4±2.0)μV;(55.5:±2.0),(48.7±2.3)μV,P均＜0.01].与重度伤组伤后24 h比较,中度伤组和轻度伤组的N1,P1波均明显降低[(21.4±1.4),(17.9±1.9),(17.0±2.5)μV,P均＜0.01;(53.9±4.8),(51.7±4.4),(51.5±8.4)μV,P均＞0.05].④运动诱发电位的变化:伤后即刻重度伤组出现了波形基本消失,没有明显的NPN波形.与各自伤前比较,中度伤组和轻度伤组伤后即刻的N1,P1波均明显升高[(20.5±2.5),(7.7±0.8)μV;(25.85±1.4),(17.8±2.6)μV;(12.1±1.9),(7.85±1.3)μV;(22.6±1.7),(17.6±2.0)μV,P均＜0.01].与重度伤组伤后24 h比较,中度伤组和轻度伤组的N1,P1波均明显降低[(18.5±2.5),(13.1±3.9),(8.75±0.7)μV,P均＜0.01;(21.7±2.4),(19.7±1.8),(19.8±2.3)μV,P均＜0.05].⑤脊髓C4～7段病变情况:大体观察除了重度伤组出现颈部皮下出血,肺部出血水肿外,其余组皆无异常.光镜检测下重度伤组可见神经元数量较少,绝大多数发生变性、坏死,中度伤组可见大部分的神经元变性,轻度伤组形态基本正常. 结论:自制的颈部挥鞭伤致伤装置能较好地模拟汽车追尾碰撞中乘员的头颈部运动特点,可用于仿真汽车追尾碰撞过程中颈部挥鞭伤的发生过程.对犬施加的致伤牵引加速度越大,则引起犬的颈段脊髓损伤程度也越严重.
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仿生学在移植免疫研究中的应用
世界正在进入仿生学时代.在生命科学领域中进行仿真学研究,将极大地促进人类对生命现象的认知,并揭示其普遍规律.运用仿生学原理在天然模型面前扬其利,避其害,将为科学工作者提供一个崭新的科研思维平台.从仿生角度洞悉并破解移植免疫奥秘将是一个具有广阔前景的创新源泉.
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数字化视听系统治疗孤独症的近期效果评估
目的 探讨数字化视听整合系统对儿童孤独症治疗的近期疗效,为孤独症儿童的康复治疗提供临床依据.方法 对113例孤独症患儿进行结合仿生海豚音的视听觉统合训练,每天45 min,15天为1疗程,间隔2月后开始下一疗程,评估其治疗前后的孤独症行为量表、儿童孤独症评定量表及发育商、智商分值以及发展状况,进行疗程前后的效果对比.结果 第一、二疗程结束后与治疗前研究对象的发展状况比较,语言常态、语言理解、认知能力、社交能力和生活自理能力5项指标均有不同程度改善(P＜0.05).相较于治疗前,第一疗程结束后不同指标的改善率为15.0％～ 42.5％,第二疗程相较于第一疗程结束后改善率为25.7％ ～ 55.8％,连续2疗程改善率为41.6％～ 70.8％.此外,连续2个疗程的海豚音视听系统治疗,患儿的孤独症评定量表评分、孤独症行为评分、发育商(智商)的分值均有显著改善(P＜0.05),且年龄越小,改善越明显.结论 数字化干预可以改善孤独症患儿的语言障碍、认知能力、社会交往障碍、生活自理能力,对儿童孤独症的近期疗效比较肯定.
