优化的共形路径规划用于复杂皮肤缺损修复的原位生物打印

优化的共形路径规划用于复杂皮肤缺损修复的原位生物打印 学术背景 皮肤作为人体最大的器官,承担着保护身体免受外界侵害的重要功能。然而,全球范围内烧伤、慢性溃疡等皮肤损伤的高发率使得有效的治疗方法需求日益增加。传统的组织工程和三维(3D)生物打印技术虽然显示出一定的潜力,但在处理多样化的皮肤损伤时仍面临诸多挑战,特别是在打印支架的植入过程中存在污染或组织损伤的风险。原位生物打印(in situ bioprinting)作为一种新兴技术,直接在损伤部位沉积生物墨水,避免了传统“打印-植入”两步策略的潜在风险,并显示出优越的治疗效果。然而,如何在原位生物打印过程中保持打印的保真度,特别是在模型分层和路径规划方面,仍然是一个关键挑战。 论文来源 这篇论文由Wenxiang Zhao、Chuxiong ...

颈椎淋巴管模拟:小鼠脑脊液从颅内流出的动力学研究

脑脊液通过颈淋巴管排出的数值模拟研究 背景介绍 脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)是围绕大脑和脊髓流动的透明液体,其主要功能是为中枢神经系统提供物理保护、营养供应以及代谢废物的清除。近年来,越来越多的研究表明,脑脊液的排出不仅通过传统的蛛网膜颗粒吸收,还通过颅底的筛板进入鼻咽部淋巴管,最终到达颈淋巴管(Cervical Lymphatic Vessels, CLVs)。这一排出途径的异常与多种神经系统疾病(如创伤性脑损伤、神经退行性疾病等)密切相关。然而,由于颈淋巴管的解剖结构和物理特性尚未完全明确,脑脊液通过颈淋巴管排出的机制仍存在许多未解之谜。 为了深入理解这一过程,研究人员开发了一种数值模型,模拟脑脊液从筛板到颈淋巴管的排出过程。这项研究不仅为脑脊液排出的生理机...

脑脊液流动动力学及其在药物输送中的应用研究

脑脊液流动动力学及其在药物输送中的应用研究 背景介绍 脑脊液(Cerebrospinal Fluid, CSF)在人类脊髓腔中扮演着至关重要的角色,负责运输溶解的营养物质和废物。由于其脉动性,CSF的流动受到心脏和呼吸周期的影响。近年来,随着对中枢神经系统(Central Nervous System, CNS)疾病治疗需求的增加,如何优化鞘内(Intrathecal, IT)药物输送成为了研究热点。鞘内注射通过利用CSF的流体动力学特性,能够将治疗分子直接输送到中枢神经系统,从而提高治疗效果。 然而,现有的计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)模型大多基于个体或小群体,由于脊髓腔几何形状的显著变异性,这些研究结果可能无法推广到更广泛的人群。因此...

基于简化核的成本敏感广义学习系统在故障诊断中的应用

基于简化核的代价敏感广泛学习系统(SKCSBLS)应对不平衡故障诊断的研究报告 研究背景及意义 进入工业4.0时代,智能制造日益依赖于工业大数据分析,通过提取机器运行数据中的关键信息,可以提升设备健康管理的有效性,从而实现企业生产的安全性和高效性。然而,在实际工业应用中,不平衡数据给智能制造领域的故障诊断带来了严峻挑战。多数情况下,设备运行数据中正常状态的数据占压倒性多数,而故障数据往往稀少。这种类别分布不均衡可能导致模型的预测准确性下降,并使得小类别(故障类别)难以被有效识别。 目前,深度学习方法(如卷积神经网络和递归神经网络)被广泛应用于故障检测。但这些模型需要大量的训练数据,如果数据量有限,则易出现过拟合问题;此外,这些方法的计算复杂度较高,训练耗时较长。因此,科研人员开始关注结构较为...

利用液态金属微滴的快速三维组装实现软电子通孔和互连

利用液态金属微滴的快速三维组装实现软电子通孔和互连

柔性电子中的液态金属微滴快速三维组装与电气连接研究 简介:研究背景与意义 随着柔性电子技术在软体机器人、可穿戴电子设备、柔性显示屏等领域的广泛应用,如何实现柔性和可拉伸电路的层间电气连接成为该领域的核心挑战之一。传统刚性电子设备中,通过化学或等离子蚀刻等成熟技术完成硅片上的微米至纳米级贯通孔(via)制备。然而,在柔性电子中,这种方法存在流体材料黏度、力学性能失配以及填孔过程低效复杂等问题。尤其是,由于柔性器件的机械动态特性,传统刚性导体制作的贯通孔易成为应力集中区域,从而导致器件的结构性缺陷乃至失效。 为解决这一系列挑战,本研究提出了一种基于液态金属微滴(Liquid Metal Microdroplets, LMMDs)层化沉积的快速制造方法,用以形成柔性电子应用中的三维电气互连。液态金...