披露:作者对于本研究没有任何需要披露的信息。简介:半月板对于膝关节的负荷分布、减震和稳定性至关重要。半月板损伤会导致疼痛、活动受限和易患骨关节炎。虽然传统治疗方法不能恢复半月板功能,但生物制造有望生成具有仿生血管化和非血管化区域的半月板结构 1 。然而,这种模拟通常是通过软水凝胶或厚的应力屏蔽纤维实现的。熔融电写 (MEW) 通常用于为具有 µ m 级纤维的水凝胶提供长期机械稳定性 2 。熔融电纤颤 (MF) 使用类似原理,但通过使用牺牲材料,可以实现纳米级纤维 3 。本研究旨在通过融合 MEW 和 MF 来制造区域性半月板结构。 MEW 提供直接的机械稳定性,而 MF 引导胶原蛋白排列以刺激结构 ECM 元素的沉积,从而实现长期的机械稳定性。方法:使用 MEW(聚己内酯 (PCL))和 MF(PCL/PVAc,比例 = 20:1(MEW:MF))打印菱形(15、30、60 °)和盒子状结构(300 x 300 µm)。通过乙醇/PBS 洗涤溶解 PVAc,并在支架上接种人源半月板祖细胞(hMPC,密度 = 5*10 6 细胞/毫升)。进行压缩和拉伸测试(动态机械分析仪,TA Q800)。用免疫荧光可视化细胞(Dapi、肌动蛋白)和 I 型胶原蛋白引导。为了将脉管系统纳入外部区域,将血管和血管周围细胞(HUVEC:2.5*10 6 细胞/ml 和 MSC:5*10 6 细胞/ml)接种到支架的外部区域。)通过免疫荧光(CD-31 和 a-SMA)研究血管网络的形成。结果部分:MF 纤维引导 MPC(肌动蛋白 +)和 I 型胶原蛋白沉积,而 MPC 聚集在 MEW 微纤维上,I 型胶原蛋白主要沉积在这些聚集体周围(图 1A)。此外,与 MEW PCL 支架或非增强凝胶相比,MF-MEW 的汇聚为半月板结构提供了更高的压缩 E 模量,尤其是随着时间的推移(图 1B)。评估血管分区显示所有结构的总血管长度保持不变,并且与非增强凝胶相比更大(图 1C)。讨论:本研究强调了 MEW 和 MF 融合以引导细胞和 ECM 引导的潜力。MEW/MF 胶原引导可能归因于随着时间的推移更好的基质弹性。此外,本研究展示了生物打印机械能力和半月板构造的第一步,其中包括仿生血管和无血管区。意义/临床意义:这些发现与生成高度多孔但机械稳定的半月板植入物有关,这些植入物可实现胶原对齐,从而实现潜在的长期稳定机械性能。此外,这些结构可用于包括半月板血管和非血管成分的体外研究,以进一步获得半月板再生的基础知识,最终改善患者护理。参考文献:
saccharomyces cerevisiae pif1是一种多功能DNA解旋酶,在维持核和线粒体基因组的维持中起多种作用。PIF1的两个同工型通过使用替代的翻译起始站点从单个开放的阅读框架中产生。PIF1的线粒体靶向信号(MT)位于两个起始位点之间,但是尚未确定核定位信号(NLS)。在这里,我们使用序列和功能分析来识别NLS元素。在859氨基酸PIF1的羧基末端结构域中缺乏四个碱性氨基酸(781 kKRK 784)的PIF1(PIF1-NLSΔ)的突变等位基因在野生型水平上表达并保留野生型野生型线粒体界功能。然而,PIF1-NLSδ细胞在四个测试中的核功能中有缺陷:端粒长度维持,Okazaki碎片处理,突破性诱导的复制(BIR)以及与核靶位点结合。将NLS融合了NLS,从Simian病毒40(SV40)T-抗原融合到PIF1-NLSδ蛋白质,可减少PIF1-NLSδ细胞的核缺损。因此,绝大多数核PIF1功能需要PIF1羧基附近的四个碱性氨基酸。我们的研究还揭示了先前描述的功能PIF1-M2等位基因丧失与这项工作中产生的其他三个PIF1突变等位基因之间的表型差异,这对于研究核PIF1功能将很有用。
触觉技术涉及使用电气或机械手段来刺激皮肤中的传入神经或机械感受器,作为产生物理触摸感觉的基础,这些感觉可以在定性地扩大虚拟或增强现实体验,而不是仅由视觉和听觉提示支持的经验。在该领域的一个新兴方向涉及平台的开发,这些平台不仅在指尖,而且对人体的任何和所有区域都为皮肤提供时空模式,并使用对用户造成可忽略的物理负担的薄,皮肤般的技术。本综述强调了这种类型的皮肤接口的生物学基础,以及在这个雄心勃勃的目标的背景下,触觉的最新进展,包括电动性和颤振效果设备,这些设备支持具有皮肤融合界面的潜在形式的触摸感感知。内容包括讨论将这些刺激器集成到可编程阵列中的方案,重点是可扩展的材料和设计,这些材料和设计有可能支持皮肤大面积的软接口。总结部分总结了该领域成功研究工作的潜在后果,以及材料科学和工程学中的重要多学科挑战和相关的研究机会。
自从在 Cr 2 Ge 2 Te 6 [1] 和 CrI 3 [2] 的单层和双层中发现长程磁序以来,许多单层或几层厚度的(反)铁磁范德华材料已被发现。由于层间和层内交换以及磁各向异性的相互作用导致自旋纹理丰富,它们是自旋电子学的理想平台。许多反铁磁范德华材料在低温下是电绝缘的,这意味着不存在自由载流子引起的磁化衰减。因此,它们对于研究磁序的集体激发,即自旋波及其量子,磁振子 [3, 4] 具有吸引力。传统磁体中的磁振子输运已得到广泛研究,例如,通过自旋泵浦 [5]、自旋塞贝克效应 (SSE) [6] 和电磁振子自旋注入/检测 [7]。反铁磁体赤铁矿 [8]、氧化镍 [9] 和 YFeO 3 [10] 中的长距离磁振子传输已被证实。低阻尼亚铁磁钇铁石榴石 (YIG) 超薄膜是高效磁振子传输的首选材料,它以强烈增强的磁振子电导率形式显示出二维 (2D) 相对于三维 (3D) 传输的有益效应 [11]。温度梯度驱动的磁振子自旋输运 (SSE) [12] 已被报道存在于铁磁和反铁磁范德华材料中 [13, 14]。然而,局部和非局部 SSE 仅提供有关磁振子传输特性的复杂信息。热磁振子电流是由整个样品中的热梯度产生的,因此很难区分磁振子弛豫长度和磁振子自旋电导率 [7, 11]。CrCl 3 [15] 的反铁磁共振揭示了声学和光学磁振子模式的存在,但并未解决它们在自旋输运中的作用。因此,为了评估范德华磁体在自旋电子学应用中的潜力,我们必须研究由微波或我们将在此处展示的电注入局部产生的磁振子的传播。
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开发 - 试制耐振单腿基本结构模块,并在振动环境下(正弦波33Hz、最大加速度5G)验证发电操作(振动环境条件以JIS汽车零部件耐振要求为准) - 在上述振动环境下,模块发电耐久性达到100小时以上 - 耐振模块结构及相关周边技术的知识产权申请 自2017年度起,针对上述目标2的内容,我们决定在振动环境下(正弦波33和67Hz、最大加速度5和10G)验证发电操作。 为了实现这些目标,我们将采取以下步骤: ①提高环保型Mg2Si热电发电材料的热耐久性经过申请人迄今为止的努力,已确认Mg2Si材料本身的发电元件在空气中600℃下经过3000小时以上仍能保持稳定。此项委托工作将确保引入热电池所需的模块化结构的耐用性。 ② 开发最适合发电的新型高耐久单腿结构模块 本次委托项目中,Mg2Si热电材料具有基本热电发电能力高、在热电材料中重量最轻、环境负荷小等特点。为此,采用了单腿型热电发电模块结构,该结构仅由n型半导体Mg2Si构成。 ③在发电环境中,使用振动试验机,在接近真实环境的条件下评估发电特性。通过叠加汽车零部件通常所要求的水平的振动环境(JIS规定的汽车零部件耐振环境:正弦波加速度5G、33Hz),努力确保发电模块的耐久性。 B.热电池专用DC-DC电源转换器实用化基本要素技术本项目的目标如下: 目标1:专用于热电发电模块的电容器堆叠型DC-DC转换器,转换效率达80%
・耐振 Unireg 基本结构模块的原型以及励磁环境下的发电运行验证(正弦波 33 Hz,最大加速度 5 G)(励磁环境条件为 JIS 汽车零部件的耐振要求)・模块功率在上述振动环境下的发电耐久性为100小时以上 ・抗振模块结构及相关外围技术的知识产权申请 此外,从2017年度起,上述目标2决定验证激励环境(33和67 Hz正弦波,最大加速度5和10 G)下的发电操作。 为了实现这些目标,我们将采取以下举措。 ① 提高环境负荷低的Mg 2 Si热电发电材料的热耐久性 申请人之前的努力表明,Mg 2 Si材料本身即使在600℃下3000小时或更长时间后也能保持发电元件的电阻值。气氛稳定。这项委托工作将确保模块结构的耐用性,这在将其引入热电池时是必要的。 ②开发针对发电优化的高耐用新型Unireg结构模块在本次委托工作中,Mg 2 Si热电材料具有基础热电发电能力高、热电材料中重量最轻、环境影响低等特点。为此,我们将采用unireg型热电发电模块结构,该结构只能由n型半导体Mg 2 Si构成。 ③ 在发电环境下使用振动试验机评价接近实际环境的发电特性汽车零部件一般要求水平的振动环境(JIS所示的汽车零部件耐振动环境:正弦波加速度5G、33Hz) )保证发电模块的耐用性。 B.热电池DC-DC功率变换器实际应用的基础技术本项目的目标如下。 目标1:热电发电模块专用电容堆积式DC-DC转换器的转换效率达到80%
除颤是一种生物医学仪器,用于治疗患有心律不齐的人的心脏病患者。心律失常或不规则的心跳被称为心律问题,该疾病称为心律不齐。不规则的心跳问题是当协调心脏节拍的电信号无法正常工作时发生。错误的信号传导导致心脏跳动太快(心动过速),太慢(心动过缓)或不规则。除颤器会输送一定剂量的电流,称为反击心脏。通过对心脏肌肉进行反震,去极化活性的过程将应用于肌肉。在生理学中,导致肌肉或神经细胞进行去极化,以通过排放电容器来建立或施加电流可以使整个心脏去极化,并将其作为心脏除颤器进行测试。但是,此处设计的系统旨在提前检测一周的心脏,并使用此除颤器相应治疗。
参量振子的量子动力学越来越受到理论和实验界的关注 [1-16]。在一定程度上,这种兴趣来自于参量振子的新应用,特别是在量子信息领域的应用。在更广泛的背景下,此类振子为研究远离热平衡的量子动力学和揭示其迄今未知的方面提供了一个多功能平台,隧穿新特征和新的集体现象就是例子。动力学特征之一是多态量子系统中详细平衡的出现和特征,这也是本文的动机之一。在很大程度上,参量振子的重要性在于其对称性。此类振子是具有周期性调制参数(如特征频率)的振动系统,其振动频率为调制频率 ω p 的一半。经典上,振动态具有相等的振幅和相反的相位 [17],这是周期倍增的一个基本例子。量子力学上,振动态可被认为是符号相反的广义相干态 [18]。弗洛凯本征态是频率为 ω p / 2 的振动态的对称和反对称组合。一般来说,在量子信息中使用参量振子需要进行破坏其对称性的操作,参见文献 [19]。对称性破坏可以通过在频率为 ω p / 2 处施加额外的力来实现。从经典角度来看,这种力的作用可以从图 1(a) 中理解。由于振动态具有相反的相位,因此力可以与两个状态中的其中一个同相,从而增加其
可折叠机翼扑翼飞行器(FWA)是一种通过模仿昆虫、鸟类或蝙蝠等折叠机翼上下扇动来产生升力和推力的飞行器。近年来,仿生扑翼飞行器的研究日益增多,提出了多种结构形式的扑翼飞行器。扑翼飞行器的飞行环境与鸟类或大型昆虫相似,如低雷诺数的流体动力学和非定常气动[1,2] 。扑翼飞行器在飞行过程中,其运动学模型通常具有颤动、摆动、扭转和伸展4个自由度[3] 。Thielicke [4] 研究了不同弯度和厚度的鸟类臂翼和手翼在慢速飞行过程中的气动特性。仿生飞行器传统运动学模型仅考虑了颤振和扭转两个自由度。本文在传统飞行器运动学模型的基础上,增加了平面内折叠和非平面折叠两个自由度。本文四自由度运动学模型的气动建模方法是拟常数模型与考虑洗流效应的单元理论相结合。采用多刚体有限元法建立纵向动力学模型。采用Floquet-Lyapunov方法分析开环纵向稳定性。采用鲁棒变增益控制方法分析闭环纵向稳定性。