脑室外引流 (EVD) 是一种紧急神经外科手术,通过导管介导的脑脊液引流来降低颅内压。大多数 EVD 导管都是用自由手放置的,无法直接看到目标和导管轨迹,导致并发症发生率高 - 出血、脑损伤和导管放置不理想。使用立体定向系统可以预防这些并发症。然而,由于它们的设置时间长且硬件昂贵,它们在该手术中的应用有限。因此,我们开发了一种新型 3D 打印立体定向系统,并在临床前进行了验证,以快速准确地植入 EVD 导管。其机械和成像精度与临床立体定向系统相当。在人类尸体标本中进行的临床前试验表明,与自由手技术相比,在可接受的时间范围内实现了更高的靶向精度。使用不透射线血管造影剂模拟的尸体标本 CT 血管造影显示了无血管导管轨迹。这可能意味着出血率降低。因此,我们的 3D 打印立体定向系统可以提高患者 EVD 导管放置的准确性和安全性,而不会显著增加手术时间。
猪通常在3至4周时从母猪断奶,但在某些情况下为6至8周。预防疾病前死亡的第一原因是母猪躺在猪上。称为母体覆盖,覆盖或压碎,这占死亡人数的48.1%。其他主要原因的主要原因包括饥饿(死亡人数的15.3%)和冲突(死亡人数的13.3%)(Lay等人。2002)。 在SOW唱片卡上,牧民经常将覆盖,饥饿或冲突列为死亡原因。 然而,猪前的死亡通常是由于环境,母猪和猪本身之间的一系列相关事件和相互作用而发生的。 确实,覆盖层会导致猪死亡人数最多,但几个相关因素会导致这种结果。 例如,寒冷而饥饿的猪会挤在母猪附近,并面临更大的覆盖风险。 图1. 显示了环境,母猪和猪导致前期死亡的可能相互作用。2002)。在SOW唱片卡上,牧民经常将覆盖,饥饿或冲突列为死亡原因。然而,猪前的死亡通常是由于环境,母猪和猪本身之间的一系列相关事件和相互作用而发生的。确实,覆盖层会导致猪死亡人数最多,但几个相关因素会导致这种结果。例如,寒冷而饥饿的猪会挤在母猪附近,并面临更大的覆盖风险。图1.
使用电信号 1 来操纵基板上的液滴的能力(称为数字微流体)用于光学 2,3 、生物医学 4,5 、热 6 和电子 7 应用,并已导致商业上可用的液体透镜 8 和诊断套件 9,10 。这种电驱动主要通过电润湿实现,液滴在施加电压的作用下被吸引到导电基板上并在导电基板上扩散。为确保强大而实用的驱动,基板上覆盖有介电层和疏水性面漆,用于介电上电润湿 (EWOD) 11-13 ;这会增加驱动电压(至约 100 伏),并可能因介电击穿 14 、带电 15 和生物污垢 16 而损害可靠性。在这里,我们展示了液滴操控,它使用电信号诱导液体脱湿而不是润湿亲水性导电基底,而无需添加层。在这种与电润湿现象相反的电润湿机制中,液体-基底相互作用不是由电场直接控制的,而是由场诱导的离子表面活性剂与基底的附着和分离控制的。我们表明,这种驱动机制可以在空气中使用掺杂硅晶片上的水执行数字微流体的所有基本流体操作,仅需±2.5伏的驱动电压、几微安的电流和离子表面活性剂临界胶束浓度的约0.015倍。该系统还可以处理常见的缓冲液和有机溶剂,有望成为一种简单可靠的微流体平台,适用于广泛的应用。由于疏水表面是液体吸引机制良好运作的必要条件,我们认识到亲水表面对于液体排斥机制来说是首选。由于大多数材料都是亲水性的,如果发现脱湿驱动有效,则可以像 EWOD 一样实现数字微流体,但不需要疏水涂层。虽然大多数电诱导脱湿现象对常见微流体无效,因为它们基于不可逆过程 17,18 或特殊条件 19 ,但涉及表面活性剂的研究表明可逆性是可能的。例如,已经使用氧化还原活性表面活性剂 20 证明了衍生化金电极上水膜的电引发脱湿。此外,有机液滴已在水性电解质 23 中的共轭聚合物电极上移动。最近,通过使用离子表面活性剂,润滑摩擦系数已在固体-液体-固体配置中切换 21 ,沸腾气泡成核已在液体-蒸汽-固体系统中得到调节 22 。然而,这些方法并没有导致微流体平台技术,这需要可逆、可重复、强大且易于应用于液体-流体-固体系统的电驱动 24 。事实上,我们无法在裸露的金属电极 21,22 或介电涂层电极上用含有离子表面活性剂的水滴获得有效驱动。相反,我们发现裸露的硅晶片可以有效地工作,因为它的天然氧化物具有足够的亲水性,可以轻松脱湿,但又足够薄