目的:基于粒子径迹结构模型，利用三重积分计算粒子在球状敏感域(domain)内的单次事件剂量加权平均比能，并探讨敏感域的形状对微剂量动力学模型(MKM)参数带来的影响及其对应的物理意义。方法:分别假定敏感域为圆柱状和球状。α 0、域半径 rd和细胞核半径 Rn为待定系数，3种带电粒子( 3He、 12C、 20Ne)的核电荷数、动能及其对应的传能线密度(LET)为自变量， D10为因变量。以 D10计算值与实验值的残差均方值 J2为优化目标，采用稳健最小二乘法分别得到人类唾液腺肿瘤(HSG)细胞和中国仓鼠肺(V79)细胞对应待定系数的最优拟合值即为MKM最优模型参数值。 结果:对于HSG细胞，圆柱状敏感域：α 0＝0.073/Gy， rd＝0.29 μm, Rn＝4.1 μm， J2＝0.039 7 Gy 2；球状敏感域：α 0＝0.023/Gy， rd＝0.29 μm, Rn＝4.4 μm， J2＝0.039 3 Gy 2；对于V79细胞，圆柱状敏感域：α 0＝0.114/Gy， rd＝0.25 μm, Rn＝3.8 μm， J2＝0.097 4 Gy 2，球状敏感域：α 0＝0.095/Gy， rd＝0.26 μm， Rn＝4.1 μm， J2＝ 0.096 9 Gy 2。 结论:对于同一种细胞，分别选取圆柱状和球状的敏感域，最终计算拟合得到的MKM参数存在明显差异，其中两种形状的敏感域半径拟合值 rd相差不大，而球状敏感域拟合得到的α 0更小，细胞核半径 Rn更大，更接近于荧光显微镜观察的细胞核尺寸。在低LET(<20 keV/μm)区域，根据两种形状敏感域所得参数计算的 D10存在明显差异，所以敏感域形状选取会对质子放疗在布拉格峰附近区域的相对生物效应(RBE)计算造成影响。

前列腺癌的发病率不断上升，严重威胁我国男性的健康。虽然近年来手术治疗和药物治疗方面取得了长足的进展，但是前列腺癌的早期诊断以及晚期前列腺癌治疗等方面仍缺乏高效的技术手段。随着纳米科技的发展，人工纳米材料因其纳米尺寸、比表面积大、药物偶联包裹效率较高、具有荧光激发能力和光热/光动力效应等独特的理化性质优势，使其在前列腺癌早期诊断、精准靶向治疗及协同治疗等方面展现出了极高的应用价值。本文概述了人工纳米材料在提高前列腺癌分子生物学和影像学早期诊断敏感性、手术靶向引导、放化疗增敏、药物靶向递送以及探索新型诊疗模式等领域的最新研究进展。

目的:研制一种新型微型高频超声换能器并检测其对脊柱椎弓根钉道内壁的成像识别能力。方法:使用牛髂骨制作4个尺寸为长3 cm、宽1 cm、厚2 mm的皮质骨片，使用电钻在每块骨片的中心钻出直径分别为1、2、3、5 mm的圆孔，模拟椎弓根外层皮质不同大小的穿孔。利用尺寸为3.0 mm×1.0 mm×1.0 mm的30 MHz的微型超声换能器在不同距离对不同大小的皮质骨孔洞进行了成像测量，通过消除传输振铃效应及基于对数函数的灰度映射方法，提高极限近距离分辨能力；通过归一化灰度值曲线精确计算孔径大小，并运用单因素方差分析与实际值进行比较。结果:在测量距离≥2 mm时，该高频超声换能器可以检测到直径为5、3、2 mm的孔；在距离为1 mm处，仅5 mm和3 mm的孔可以清晰识别，2 mm的孔存在形变；直径为1 mm的孔在任何距离都无法识别。直径为5 mm、3 mm和2 mm的孔在4 mm、3 mm、2 mm和1 mm 4个不同测试距离下测得的平均校正测量孔径与实际孔径分别比较[(5.07±0.06)、(4.93±0.11)、(4.95±0.07)、(5.01±0.11) mm比5 mm， F＝2.166， P>0.05；(3.02±0.06)、(2.96±0.12)、(3.08±0.10)、(2.92±0.08) mm比3 mm， F＝2.696， P>0.05和[(2.01±0.07)、(2.01±0.02)、(2.00±0.10)、(2.05±0.11) mm比2 mm， F＝0.403， P>0.05]，差异均无统计学意义。 结论:研制的30 MHz微型超声换能器所能识别的穿孔直径下限为2 mm，近场成像极限距离为1 mm；为进一步研发基于超声的脊柱椎弓根内部成像和导航系统奠定基础。

目的 探索阴沟肠杆菌SHAMU191747所分泌的新型R 型噬菌体尾样细菌素(phage tail-like bacteriocin,PTLB)对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococ-cus aureus,MRSA)的抗菌活性.方法 琼脂平板拮抗试验和肉汤微量发酵试验,检测阴沟肠杆菌SHAMU191747对MRSA的拮抗活性.超高速离心法和密度梯度离心法,制备阴沟肠杆菌SHAMU191747发酵上清液粗提物.使用透射电镜检测粗提物中有无新型R型PTLB.琼脂平板点种法,验证粗提物对MRSA的抗菌活性.采用SDS-PAGE电泳检测新型R型PTLB的分子量.结果 阴沟肠杆菌SHAMU191747分泌新型R型PTLB,对MRSA具有强拮抗效应.新型R型PTLB的分子量约35 ku,能够高效杀伤MR-SA;尾鞘未收缩的功能性分子的物理尺寸为(142.7±4.3)×(13.8±0.6)nm,尾鞘收缩的非功能性分子的物理尺寸为(57.7±1.2)×(20.8±1.5)nm.结论 阴沟肠杆菌SHAMU191747产生的新型R型PTLB能够高效杀伤MRSA,具有开发成新型抗菌药物的潜力,临床应用前景很大.

节段性骨缺损是一种负担较大、治疗具有挑战性的疾病,其病因包括创伤、感染、肿瘤等.目前骨缺损的重建方法主要有血管化骨移植、骨搬运以及膜诱导技术(Masquelet技术)等.而血管化自体骨移植虽然被认为是重建大尺寸骨缺损的金标准,但其具有专业性要求高、治疗周期长、过程复杂等局限性,而膜诱导技术因简单、高效及可靠等特性被广泛应用于骨缺损的治疗.膜诱导技术通过两次手术获取具有生物效应的诱导膜,促进缺损部位新骨的生长和愈合,是目前国内外公认的治疗节段性骨缺损的有效方法.本文将概述骨缺损的现状,介绍临界尺寸骨缺损的概念,探讨及思考在膜诱导技术中结合聚甲基丙烯酸甲酯氢氧化钙混合物[Ca(OH)2-PMMA]新型材料应用于节段性骨缺损治疗的临床意义.

塑料的广泛应用导致大量微塑料进入环境,尤其是水环境,从而产生环境风险.浮游植物等自养生物是湖泊系统的主要初级生产者,是湖泊食物链的关键组成部分,为食物链的上游提供能量和物质基础.同时,浮游植物也是对微塑料响应最敏感的类群.了解湖泊浮游植物等初级生产者对微塑料的响应是探究微塑料对湖泊生态系统功能影响的重要基础.总结了全球湖泊生态系统微塑料的丰度、类型、尺寸、来源等分布特征,系统分析了微塑料暴露对浮游植物等初级生产者细胞结构、基因表达和生长,以及对浮游植物叶绿素a含量、光合活性的影响,并总结了其中的影响机制.总体而言,微塑料会降低初级生产者的叶绿素a含量,剂量越高、尺寸越小,这种抑制作用越强烈;同时,微塑料也会作用于初级生产者,造成细胞膜损伤、DNA损伤,调控其相关功能基因表达,抑制其生长和光合活性等.然而,湖泊生态系统微塑料的实际检出浓度远低于室内暴露实验中的添加剂量,微塑料结构和组分也更为复杂,野外观测结果与室内培养实验之间还不能建立直接的对应关系.因此,未来的相关研究应集中在如何有效联系野外观测结果与室内培养实验结果,进一步聚焦建立可靠的、可应用推广的微塑料浓度与初级生产者之间的剂量-效应关系模型,探究微塑料对湖泊初级生产者的作用机制,为刻画微塑料对湖泊生态系统初级生产者及其功能的作用机制提供科学支撑.

目前,动物疫苗佐剂主要以铝佐剂和油乳佐剂为主,存在免疫效果差、副作用明显等问题,亟须安全有效的新型佐剂替代.随着纳米颗粒在佐剂应用领域研究的深入,其良好的免疫增强作用、生物相容性、纳米尺寸效应、抗原负载能力、抗原缓释效应和组织靶向性等优势引起了研究人员的极大关注,有望作为新型动物疫苗佐剂用于动物疾病防治.迄今为止,针对如猪繁殖与呼吸障碍综合征、猪流行性腹泻、非洲猪瘟、牛病毒性腹泻、口蹄疫、禽流感和新城疫等重要动物传染病纳米疫苗的研究取得了重大进展.综述总结了国内外动物疫苗纳米颗粒佐剂的应用及作用机制,分析了影响纳米颗粒佐剂免疫增强效果的理化因素,以期为新型动物疫苗佐剂研制及开发提供参考.

目的 评价微米氢化镁(MgH2)颗粒对牙周炎致病菌具核梭杆菌的体外抗菌作用,研究可能的抗菌机制.方法 通过扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对实验材料MgH2颗粒的尺寸大小、表面形貌和晶相结构进行表征.使用电子顺磁共振技术(EPR)研究其释放行为,同时使用菌落计数实验(CFU)、溴化四甲基偶氮唑盐法(MTT)研究了MgH2颗粒对具核梭杆菌的抗菌效应.结果 MgH2颗粒呈现为尺寸不均一的微米级球状颗粒,平均尺寸为10.52 μm.XRD谱图具有属于MgH2的(110)、(101)、(200)及(211)特征面的衍射信号.在菌落计数实验(CFU)实验中,当材料浓度达到1.5 mg/mL和2 mg/mL时有显著的抑菌效果,抗菌率分别为45.69%和79.24%.在MTT实验中,具核梭杆菌的活性随着MgH2颗粒浓度的增加而逐渐降低,当MgH2颗粒浓度达到2 mg/mL时,其活性接近于零.结论 MgH2颗粒对具核梭杆菌有着良好的抑菌效果,在临床应用方面具有良好的前景.

在肿瘤的预防与控制方面,实施"三早"策略——即早期发现、早期诊断、早期治疗——被认为是实现一级预防效果的最有效途径.尽管如此,当前肿瘤早期诊断的技术和能力仍然遭遇着重大挑战.另一方面,传统的抗肿瘤药物由于其高毒性和缺乏针对特定组织的特异性,导致在实际治疗中的应用受到了显著限制.纳米金材料因其独特的优势而脱颖而出,包括表面易于改性、出色的生物相容性、小尺寸带来的特殊效应、光学性质以及量子效应等,使其在肿瘤细胞的诊断和治疗方面显示出巨大的应用潜力.近年来,纳米金在肿瘤的临床诊断和治疗领域受到了广泛的关注和研究,并已取得了令人鼓舞的进展.该文旨在对纳米金材料在肿瘤诊治领域中的最新研究进展进行全面的综述,以期为肿瘤患者提供更加有效和个性化的诊疗方案,推动其在临床实践中的广泛应用.

目的:介绍并讨论国内第一台迈胜S250i紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的束流特性.方法:利用平行板电离室测量输出剂量;利用大半径布拉格峰电离室测量从最高能量227 MeV下降到28 MeV共19档能量下的积分深度剂量,以表征质子束特性;利用Phoenix平板探测器测量射束中心轴上空气束斑曲线,并测量多点束斑验证输出位置精度;测量自适应多叶光栅叶间泄漏和半影减少效果,以表征其性能.结果:该质子系统被校准为最高能量为227 MeV,(10×10)cm2均匀方野在水下5cm深度处输出剂量为1 Gy.该系统能够将质子束射程调制到患者体表,原始布拉格峰在所有能量下具有恒定的80%-80%宽度8.6 mm.最高能量射束在空气中等中心处的束斑尺寸约为4 mm,束斑投射位置精度在1mm以内.自适应多叶光栅对最高能量射束的叶间漏率小于1.5%,并能显著减小射野半影.结论:迈胜S250i质子治疗系统具有独特的设计和束流特性,在布拉格峰形状、束斑大小随能量的变化以及自适应光栅的半影锐化效应上均有体现,在TPS建模和计划设计时需要考虑这些差异,以执行精准质子治疗.