基于碳纳米线圈的细胞应激性测试探针

外界力、电刺激对细胞行为具有显著影响,细胞的力、电应激特性研究广受关注.使用碳纳米线圈对单个活体细胞定量施加局域力学和电学刺激,探究了细胞的应激特性.研究发现碳纳米线圈的局域力刺激可以引起细胞的整体响应,且受激响应程度与外力的作用形式和大小有关.另外,细胞在碳纳米线圈施加的局域电刺激下会产生显著极性响应,并可在撤掉电刺激后逐渐恢复至初始状态,表明其生理结构和功能未受到破坏.基于碳纳米线圈的非侵入性柔性生物探针具有安全可控、易操作和低成本等优点,在活体细胞对的应激和传导机制研究、细胞行为调控等领域具有广阔的应用前景.     

细胞力学特性对电刺激的响应研究进展

 近40年，探索电刺激在生物医学中的应用引起了人们极大的兴趣，这种兴趣很大程度上来自于电刺激细胞实验研究方面取得的进展，其结果对研发疾病诊疗新技术具有参考意义。从直流电场、正弦电场、脉冲电场3个方面回顾电刺激细胞的实验设备，综述了电刺激对细胞弹性模量、细胞间应力、细胞黏附力、细胞膜系索力等力学特性的影响规律与生物学机理，以及电刺激在诱导细胞分化，凋亡，改变细胞迁移方向等方面的应用。总结了电刺激-细胞力学特性-细胞生物行为关联性研究的进展。直流电场可引导细胞迁移和排列；正弦电场可导致细胞膜和骨架的分离；脉冲电场可破坏细胞膜、细胞骨架、核膜、染色体端粒的结构，使细胞变形。探讨了目前细胞电刺激研究存在的问题，并对未来发展方向提出了建议。     

细胞力学特性对电刺激的响应研究进展

 近40年，探索电刺激在生物医学中的应用引起了人们极大的兴趣，这种兴趣很大程度上来自于电刺激细胞实验研究方面取得的进展，其结果对研发疾病诊疗新技术具有参考意义。从直流电场、正弦电场、脉冲电场3个方面回顾电刺激细胞的实验设备，综述了电刺激对细胞弹性模量、细胞间应力、细胞黏附力、细胞膜系索力等力学特性的影响规律与生物学机理，以及电刺激在诱导细胞分化，凋亡，改变细胞迁移方向等方面的应用。总结了电刺激-细胞力学特性-细胞生物行为关联性研究的进展。直流电场可引导细胞迁移和排列；正弦电场可导致细胞膜和骨架的分离；脉冲电场可破坏细胞膜、细胞骨架、核膜、染色体端粒的结构，使细胞变形。探讨了目前细胞电刺激研究存在的问题，并对未来发展方向提出了建议。     

神经元轴突电刺激响应的有限元数值模拟

为了研究神经元轴突的微观生理电传导特性,建立了神经元轴突的三维有限元模型,通过数值计算模拟神经元轴突对电刺激的动态响应.建立海马神经元轴突的三维几何模型并指定其生物物理参数,根据Hodgkin-Huxley方程和Maxwell方程,建立偏微分方程组,对神经元轴突有限元模型施加不同持续时间和不同脉冲幅度的电流脉冲并求解,获得神经元轴突的三维电势分布和动作电位曲线.数值模拟结果显示,该神经元轴突的静息电位约为-65 mV;对模型施加持续时间为2 ms,强度0.01 A/m2的电流脉冲刺激未产生动作电位,施以(2 ms、0.2 A/m2),(20ms、0.01 A/m2),(20ms、0.2 A/m2)脉冲刺激均产生动作电位,峰值分别出现在0.012 s、0.017 s和0.012 s,动作电位幅度约为100mV,持续时间约为2 ms.神经元轴突电刺激响应的有限元模拟结果与实验结果吻合,表明所建立的神经元轴突有限元模型及数值模拟方法合理、可靠,为深入研究神经电生理特性提供了基础模型和仿真分析方法.     

刺激响应型纳米载体的设计和研究进展

刺激响应型纳米载体主要包括内源性、外源性、双重和多重刺激响应型纳米载体等。内源性刺激响应型纳米载体的设计主要基于肿瘤组织和健康组织之间存在的一些内在生理学显著差异；外源性刺激响应型纳米载体的设计，通常会采用远程装置，具有靶点特异性和药物时-空可控释放的优点；双重和多重刺激响应型纳米载体与单刺激响应型纳米载体相比，具有多功能协同功效的优点。本文主要综述了内源性、外源性、双重和多重刺激响应型纳米载体的设计和研究进展，并对其在肿瘤治疗中的应用前景进行了展望。     

局域表面等离子体增强锗的光电响应特性

局域表面等离子体共振(local surface plasmon resonance,LSPR)因其对光独特的响应特性而在纳米光电子领域成为研究的重点.作为重要的微电子材料,锗在近红外波段的光电响应较弱,而把局域表面等离子体应用在锗材料中,必然会改善锗的光电响应特性.利用时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)法,详细研究了1,2,3个银纳米颗粒嵌入锗中的消光光谱.结果发现,在可见光以及近红外比较宽的波长范围内,这种复合结构可以有效增强锗的光电响应特性,且多个孤立的银纳米颗粒会表现出与1个银纳米颗粒不一样的光电响应特性.同时,LSPR导致的光响应特性与光源的偏振、颗粒尺寸、颗粒个数以及颗粒之间的距离有依赖关系.这一结果不仅对锗在光电子领域的应用有重要意义,也可以拓宽局域表面等离子体在纳米光电子领域的应用范围.     

微机控制功能性电刺激实验系统

以IBM PC/XT 计算机为基础的神经肌肉功能性电刺激实验系统,根据功物实验原理,输入适当参数,产生两路刺激信号的控制电压,记录相应肌肉的收缩力及其电活动一肌电图(EMG),自动控制实验过程.研究具有多种发放率和募集控制方式的肌力调节、电刺激下肌肉的EMG/力模型、神经肌肉系统的频率响应等.     

磁刺激对大鼠心电的影响及分析

为研究胸闷、心疼痛等疾病的机理,分析磁刺激导致心电变化的原因,选择大鼠若干只,接受不同频率不同强度的脉冲磁刺激,监测刺激开始前?进行中和结束后的心电信号,比较无外加刺激和刺激进行时?刺激结束后的异同;比较了施加不同强度不同频率刺激时心电的异同.结果表明,刺激进行时,在脉冲作用的瞬间,大鼠心电幅值超出无刺激时心电的若干倍,且频率一定时心电幅值随着线圈电流变化率的增大而增大;刺激结束后,刺激对心电的残余影响将随着刺激频率的逐渐降低而加剧.所以合适强度频率的磁刺激将会对恢复心肌功能、治疗心肌疾病产生积极的作用.     

刺激响应水凝胶材料的研究进展

凝胶具有独特的基于化学键或物理作用交联形成的三维网状结构.刺激响应水凝胶在外界环境变化时通常展现出独特的响应性溶胀行为.近年来,科研人员构建了各种各样的pH响应水凝胶、温度响应水凝胶和光响应水凝胶等水凝胶材料,并对其响应机制进行了研究.文章综述了近年来科研人员在刺激响应水凝胶材料的构建及响应机制研究方面开展的工作,并对刺激响应水凝胶的应用进行了展望.     

基于有限元法的活细胞粘附问题的力学建模及分析

活细胞粘附在诸如细胞生长、分化、移动和死亡等行为中扮演着重要的角色.同时,基底的力学特性也显著影响着活细胞粘附.为了找出并解释基底力学参数对细胞粘附行为的影响,本文尝试提出了一种弹簧绑定的力学模型.在该模型中,粘附力由处于粘附区域并连接细胞表面和基底表面的弹簧所表示,细胞和基底则分别由弹性壳体和固体所描述.通过改变细胞...     

一种利用肌肉激活特性调制和评估功能性电刺激的方法

提出一种基于肌肉激活生理特性的足下垂功能性电刺激调制与评估方法. 结合肌肉募集的死区和饱和特性,利用自然步态下胫骨前肌的肌电信号和电刺激下胫骨前肌的耐受值和阈值调制电刺激输出曲线. 研究基于1-范数的方法量化肌肉在电激活下的肌电信号募集水平评估所提出的电刺激调制方法的性能. 通过实验比较了肌电信号调制电刺激时的胫骨前肌电诱发募集特性和自然激活时的募集特性,二者的相关系数达到0.8815. 结果表明,利用自然激活方式调制电刺激的输出方式是有效的,而基于肌肉激活程度的评价指标具有可行性.     

利用激光散斑成像技术研究坐骨神经刺激时大鼠躯体感觉区的血流活动

目前在很多神经功能影像研究中,由感觉刺激诱发的局部脑血流变化通常被视为大脑神经系统活动的一个标志,但是与神经元活动相耦合的局部脑血流响应的时空特性还从没有被完整清晰地描述过.应用激光散斑成像技术,在麻醉状态下对大鼠的后肢躯体感觉皮层进行连续成像,监测大鼠在单侧坐骨神经刺激时该皮层对应区域的局部脑血流响应.结果表明:脑皮层血流的空间响应在皮层解剖定位上是高度局域化的,离散地分布在该区域的微脉管系统中,随着时间的延续不同直径的动脉、静脉和毛细血管相继被激活,从而精细地描述脑血流在大脑的功能和代谢活动中响应模式,为探索大脑活动的机理提供了一种新的研究手段.     

植物对机械刺激信号的感受和转导途径

植物的新陈代谢和生长发育主要受遗传信息和环境信息的调节控制,获得对复杂环境的适应性,调节生长发育进程,成为植物维持生存的主要手段．细胞对机械刺激的响应包括信号感受、信号转导和最终引起细胞生物化学反应的过程．综述了近年来在植物对机械刺激信号的感受和转导途径的研究领域中一些重要结果,其中包括整合素及其类似物介导的机械-化学信号转化,质膜流动性对机械刺激的响应,机械信号的转导途径——钙信号系统等,并对该领域的研究重点和方向进行了展望.     

电刺激大壁虎(Gekko gecko)中脑诱导转向运动的研究

为探索大壁虎运动行为脑功能基础和人工诱导的可能性,用不锈钢微电极对头部固定状态下浅麻醉的大壁虎(Gekko gecko,n=20)中脑脑区施以生理范围内的电刺激.发现中脑被盖区域在电刺激下可诱导出大壁虎脊柱侧弯和四肢动(外伸、内收、抬腿迈步等动作)等一系列多肌群参与的复杂运动行为;根据急性实验结果,通过在中脑被盖特定脑区植入金属微电极对术后恢复一周的清醒状态下的大壁虎(n=20)脑区施加电刺激信号,可成功地诱导出左、右转向的运动行为.该结果发现大壁虎中脑与运动行为密切相关,而且通过刺激脑内相关的核团可能实现对大壁虎部分运动行为的人工诱导.这为大壁虎运动的人工制导提供了有益的信息.     

基于COMSOL软件的半线圈电磁远探测响应特性分析

传统电法测井仪器探测深度仅数米,无法满足井周数十米水平井地层边界识别的需求.传统的电磁远探测方法都是基于磁场进行计算的,本文利用半线圈所具有的远探测能力,同时测量电场强度和磁场强度,计算了仪器旋转角度、工作频率、线圈系源距、仪器距边界距离等因素对半线圈响应特性的影响.研究表明:半线圈对旋转角度反应敏感;半线圈接收的信号...     

温针灸联合生物反馈电刺激促进产后盆底功能康复的效果观察

探讨温针灸康复理疗联合生物反馈电刺激治疗产后盆底功能障碍的有效性及应用价值。选取白银市中西医结合医院2019年10月—2021年10月康复治疗的产后盆底功能障碍者210例作为研究对象,依据研究设计的康复治疗方案将其随机分成对照组和观察组,每组105例。前者采用生物反馈电刺激疗法,后者则给予生物反馈电刺激联合中医温针灸理疗等综合疗法。治疗结束后比较两组康复者的治疗效果、盆底肌力变化等生活质量指标。观察组总有效率为98.10%,显著高于对照组的89.53%,差异比较有统计学意义（P<0.05）;两组康复者盆底肌力较治疗前均有明显改善,且观察组恢复效果高于对照组,差异显著（P<0.05）。温针灸联合生物反馈电刺激的综合疗法,对产后盆底功能康复的有效性相比单一治疗措施,效果更理想。     

手厥阴经电刺激对急性颅脑损伤早期促醒的临床效果分析

目的研究手厥阴经电刺激对急性颅脑损伤早期促醒的临床效果分析.方法选取急性颅脑损伤后脑性昏迷患者54例进行前瞻性研究,采取随机数字法分为电刺激组(27例)和对照组(27例).对照组给予常规治疗,电刺激组在对照组常规治疗的基础上给予手厥阴经电刺激,比较两组患者治疗的总有效率、治疗前后基底动脉、左侧椎动脉、右侧椎动脉的Vm和Vs以及格拉斯哥昏迷评分.结果电刺激组治疗的总有效率为88.89%,对照组治疗的总有效率为62.96%,差异具有统计学意义(P0.05);两组患者在治疗前基底动脉、左侧椎动脉及右侧椎动脉的Vm和Vs比较差异均无统计学意义(P0.05),治疗后,电刺激组的基底动脉、左侧椎动脉及右侧椎动脉的Vm和Vs均显著高于对照组,差异具有统计学意义(P0.05);两组患者在治疗前GCS比较差异均无统计学意义(P0.05),经治疗后,电刺激组的GCS显著高于对照组(P0.05).结论手厥阴经电刺激可显著提高急性颅脑损伤后脑性昏迷患者的椎-基底动脉的血流速度及格拉斯哥昏迷评分,对患者的早期促醒起到积极作用.     

电刺激对内皮细胞及血管组织的作用

电学环境是生物体所处的重要微环境之一,外加电刺激对内皮细胞和血管有重要作用.电刺激对细胞活性的影响已越来越引起人们的兴趣和重视,同时在生物科学中已得到了广泛的应用.文中就电刺激对内皮细胞粘附、增殖、迁移和分泌物产生的影响以及对血管收缩和舒张的影响及其机理作些介绍和分析.     

基于单层MoS2纳米片的复合物制备及其光热性能和体外药物释放

将聚乙二醇(SH-PEG)修饰在单层MoS 2纳米片表面并进一步接枝聚乙烯亚胺(PEI),用以连接透明质酸(HA),从而构建一种新的HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG纳米药物递送系统。用透射电镜、傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见分光光度计、Zeta电位分析仪、动态光散射仪等仪器表征材料的形貌及理化性质。使用盐酸阿霉素(DOX)作为模型药物,研究复合物HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG@DOX的体外药物释放行为。同时,在二硫化钼纳米复合物上负载一种新型的光热剂黑色素(Mel),研究其体外光热效果。结果表明:制备的纳米复合材料HA-PEI-LA-MoS 2-SH-PEG@(DOX/Mel)具有pH和近红外光(NIR)双重刺激响应药物释放的性能;黑色素的加载显著提高了MoS 2纳米复合物的光热效果,具有应用于肿瘤化学光热协同治疗的前景。     

经颅磁刺激电磁场分析系统设计

为了对经颅磁刺激下大脑内部磁场分布和变化规律进行准确分析,并对刺激线圈进行个性化设计,设计了经颅磁刺激电磁场分析系统.利用有限元方法,建立真实头模型,对线圈产生的脉冲磁场整个过程做全面的电路磁场混合分析,仿真不同线圈参数在脑内产生的效果.同时,根据临床磁刺激需要,结合数据库技术对磁刺激线圈参数进行自动优化选择.实验表明,该系统分析准确,为实际刺激线圈的制作和临床刺激强度的选择提供了依据.