目的 肩关节脱位是外科常见疾病之一,病情易发且患者多以男性青壮年为主,因临床康复过程中无法及时跟进康复进程,病情复发率高,导致康复效果差,为解决此问题,本文设计了一款可监测肩关节脱位状况且具有电刺激功能的肩托马甲.方法 主体采用氯丁橡胶材料,首先对受试者量体裁制肩托马甲,并对肩托进行优化;然后使用霍尔传感器和可视化元件,设计了一种直观显示肩关节脱位位置的监测电路,通过使用555定时器,设计了配合监测电路的电刺激电路,通过电刺激片输出脉冲电刺激;编写误触判断程序,通过微处理器对误触进行剔除.结果 肩托马甲使受试者肩关节活动限制在相对安全范围内,有明显康复矫形效果.监测电路通过4个监测点位实时监测肩关节位置,并通过相对应位置的可视化元件显示,敏感度高,可重复性好;电刺激模块可配合监测电路,输出电压4.3 V,频率44 Hz低频脉冲;微处理器通过引脚触发时长可以对误触信号进行剔除.结论 实时监测肩关节脱位的电刺激肩托马甲实现了柔性支撑,通过集成霍尔传感器和电刺激装置,初步形成肩关节康复由评估到调整的康复闭环,设计合理可行,增强了康复效率,形成一个连续的、动态的康复过程,为临床及时跟进康复进程提供帮助.

距下关节制动术治疗柔性平足症疗效良好，拥有广阔的应用前景。距下关节制动器是距下关节制动术的关键，对患者预后起至关重要的作用。近年来，距下关节制动器不断改进优化，相关认识和理念不断更新，包括不同类型制动器的比较、可吸收材料制动器的应用、解剖型制动器概念的提出等。本文就距下关节制动器的研究进展作一综述。

热射病是一种由热刺激引起、发展快速、对机体健康产生严重危害的危重疾病，可引起多器官功能受损，病死率较高。此外，约30%的幸存者会遗留不同系统的后遗症，如神经系统。目前早期迅速降温为热射病治疗的核心。因此，解放军总医院第八医学中心重症医学科的医护人员与工程师合作，针对野外以及院内救治的特点，研发了一种热射病降温组件，以实现在野外和院内早期迅速降温及有效的目标温度管理（TTM）。降温组件由降温毯、降温帽两大部分组成，二者均由温变面料制成。降温毯包括背衬层、缓冲层、柔性导热囊体、温变组件、固定部件、温度传感器。降温帽包括主体及侧耳，其中主体佩戴于患者头顶，正面装有柔性显示屏，便于实时监测降温毯温变组件的温度；侧耳可包裹患者双耳及颈部，设计有鼓膜测温计可对鼓膜温度实时监控以指导降温治疗的时程、及时停止降温。该降温组件具有携带和操作方便、实时监测温度、降温效果确切、可重复使用的特点，用于热射病患者的现场急救、转运、病房内持续降温。

目的:针对传统医用X射线防护服研发存在的各种环保和能耗高等问题，研制了一种环保型柔性X射线防护材料，并对其性能进行分析和优化。方法:主要采用蒙特卡罗核粒子输运程序建立医用X射线光管简化模型，对屏蔽材料的X射线屏蔽性能进行数值模拟预测，再通过实验制备柔性X射线防护材料，并对其进行屏蔽性能测试验证，通过对比二者间的结果获得研制及优化的途径。结果:Bi是替代有毒Pb元素的首选，W可弥补Bi的X射线弱吸收区；掺杂25% Bi＋25% W的复合材料在80和120 kV p管电压下屏蔽率可达77.8%和66.3%。 结论:通过元素甄选和功能粒子优化组合研究表明，在医用诊断X射线能量范围内，钨＋铋替代铅是经济、环保、高效的方式之一。研究表明数值模拟对实验材料性能评估具有一定的指导意义，利用数值模拟可减少实验成本、缩短研究周期、提高研发效率。

目的:研制创面温度与压力无线传感模块(下称无线传感模块)并进行相关特征性检验和生物安全性评价。方法:(1)设计无线传感模块结构及工作模式；在柔性排线一端焊接温湿度传感器，和压力传感器同时与焊接了蓝牙发射器、微处理器和电源接口的印制电路板相连，建立无线传感模块；开发移动端数据接收应用程序，在智能手机上，通过蓝牙功能读取无线传感模块暴露在空气中的检测数值。(2)同时用无线传感模块和红外线测温仪测量35～42 ℃热水袋温度，对比30对数据并进行相关分析。(3)于第2作者手臂贴负压封闭引流材料，将无线传感模块置于负压条件下，同时记录无线传感模块测得负压值和负压表数值，对比14对数据并进行相关分析。(4)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每3平方厘米表面积加入1 mL生理盐水，分别配置相应材料浸提液。取20只6～8周龄雌性C57BL/6小鼠，称量实验前体质量，采用随机数字表法分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、混合浸提液组和生理盐水组(每组5只)，分别腹腔注射压力传感器浸提液、焊接温湿度传感器柔性排线浸提液、压力传感器浸提液与焊接温湿度传感器柔性排线浸提液1∶1混合浸提液、生理盐水50 mL/kg，观察小鼠有无异常毒性反应，并称量注射后24、48、72 h小鼠体质量，综合评估材料毒性。(5)取4只3～6个月龄、雌雄不限日本大耳白兔，脊柱左侧2个区域敷贴无菌纱布设为无菌纱布组，脊柱右侧2个区域敷贴无线传感模块设为无线传感模块组，评估各区域敷贴后1、12、24、48 h皮肤状态，按照皮肤刺激性评分标准记录评分。(6)按压力传感器、焊接温湿度传感器柔性排线每1平方厘米表面积加入1 mL无血清DMEM培养基，分别配制相应材料浸提液。取L－929成纤维细胞株，分为压力传感器浸提液组、柔性排线浸提液组、苯酚对照组、培养基对照组，前2组分别加入对应浸提液，苯酚对照组加入64 g/L苯酚，培养基对照组加入不含血清的DMEM培养基培养，体积均为100 μL。噻唑蓝法检测培养2、4、7 d吸光度值以计算细胞增殖率(各时间点样本数为6)，进行细胞毒性分级。对数据行配对样本 t检验、Wilcoxon符号秩检验、Pearson相关分析、Spearman相关分析、Mann－Whitney U检验、重复测量方差分析、析因设计方差分析、单因素方差分析、Bonferroni校正。 结果:(1)智能手机通过蓝牙功能成功接收无线传感模块检测的空气温度、湿度与压力信息。(2)无线传感模块测量的热水袋温度为(37.7±1.7)℃，与红外线测温仪的(37.7±1.7)℃相近( t＝－0.112， P>0.05)，且二者存在明显正相关( r＝0.996， P<0.01)。(3)无线传感模块测量的手臂负压材料下负压为－36.7(－38.8，－27.4)kPa，明显低于负压表的－22.7(－32.7，－12.5)kPa( Z＝－3.235， P<0.01)，但二者绝对值存在明显正相关( ρ＝1.000， P<0.01)。(4)各组小鼠均无异常毒性反应。4组小鼠体质量总体比较，差异无统计学意义( F＝3.132， P>0.05)。(5)敷贴后1、12、24、48 h，2组兔敷贴区域皮肤刺激性评分均相近( Z＝－1.000、<0.001、－0.620、<0.001， P>0.05)。(6)培养各时间点，与培养基对照组比较，压力传感器浸提液组和柔性排线浸提液组细胞增殖率均明显升高( P<0.01)，苯酚对照组细胞增殖率均明显降低( P<0.01)。培养2、4、7 d，苯酚对照组细胞毒性分级分别为1、1、2级，各浸提液组细胞毒性分级均为0级。 结论:无线传感模块集成了温湿度与压力传感器，可监测局部温度与压力，并能在移动端应用程序上实现参数的可视化，其测量温度准确，压力测量结果与负压表负压值变化趋势一致，且生物安全性良好，具有较大的临床应用价值和发展前景。

目的:研究可用于制作宽能中子辐射个人防护用品的柔性屏蔽材料。方法:依据理论计算结果配比加工实验用材料样品，利用 252Cf裂变中子和加速器单能中子开展中子屏蔽效率实验。 结果:给出了1.5 cm厚含10%碳化硼(B 4C)的乙丙橡胶板对144 keV等6个单能中子和 252Cf裂变中子的屏蔽效率，其中对 252Cf裂变中子的屏蔽效率为31.02%，对144 keV中子的屏蔽效率可达到76.9%。 结论:以乙丙橡胶为基材掺入B 4C研制的个人中子防护柔性材料对不同能量中子辐射均有一定屏蔽效果，可用于制作宽能中子个人防护用品。

现有食品安全检测方法大多存在样品预处理复杂、需使用大量有机萃取剂、检测过程耗时的问题.近年,研究者不断尝试构建简便、绿色、快速、经济低耗的检测方法,其中表面增强拉曼光谱技术(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)以其快速、灵敏等优点,在食品安全检测中极具应用潜力.构建高性能基底是SERS检测的前提,也是目前面临的主要挑战.纳米纤维素具有比表面积大、机械强度高、可改性和再生等优点,利用其制备的柔性SERS基底为解决食品中农药残留的快速富集和检测提供了新的可能.本文首先介绍了SERS技术及面临的问题,纳米纤维素材料的分类及优势,进而综述了基于柔性纳米纤维素的SERS基底应用于食品安全检测的现状,并讨论了其前景,旨在为新型SERS基底进一步应用于食品安全检测领域提供更多依据.

针对软体机器人刚度不足的问题,设计了一种内置弹性骨架的刚度增强型气动软体驱动器.基于二参数Yeoh模型建立驱动器材料本构模型,通过拉伸试验获得材料参数.利用有限元分析软件优化驱动器设计,分别对气囊结构、几何参数,纤维线径、缠绕角,弹性骨架刚度等进行仿真分析,获得设计参数对驱动器弯曲角度和刚度的影响规律.由仿真结果可知:具有扇形截面气腔、较大长径比、较薄外壁厚、较大腔室角及较细纤维线径的驱动器能提供更高柔性,而内置的弹簧骨架能够在保证柔性的同时提升刚度.根据优化设计结论,制作驱动器样机并进行试验验证.结果表明:设计的软体驱动器动作灵活柔顺,在0.16 MPa气压下弯曲角度可达55°,增设适宜骨架后,刚度提升了65.4%.

双网络(DN)水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子生物黏附材料,采用刚性网络与柔性网络互穿的形式对传统单网络(SN)水凝胶进行了强化,具备较高的机械强度与韧性,被广泛应用于医药领域.近年来,出现了多种新型DN水凝胶,为传统DN水凝胶赋予了快速凝胶化、强组织附着力等更多优势,进一步拓宽了DN水凝胶的应用范围.现将近年来DN水凝胶在医药领域的应用及发展现状进行综述.

针对日常生活中对可穿戴、低噪声心电检测以及复杂心律失常的院前、院后监测管理的迫切需求,本研究探讨了一种新型基于多层丝网印刷柔性生物电干电极的单导联心电胸带.首先,分析了基于导电银浆聚合物的柔性干电极材料与皮肤接触的生物电检测等效电路模型;然后,采用丝网印刷技术将热塑性聚氨酯(TPU)、导电墨水(银浆)及可拉伸密封材料等分层印刷在普通织物基底上,并制备形成由两个测量电极和一个参考电极构成的单导联条形心电采集胸带.为了评估该单导联心电胸带的信号检测性能,本研究设计实验对5名健康受试者在行走、上楼、静息及扭腰等4种运动状态下进行5 min的体表心电信号监测,并量化测试了的R波峰值检测、信噪比(SNR)、信号伪影比(SAR)及阳性预测值(PPV)等4项指标值.实验结果显示,静息状态下的体表心电检测的平均R波峰值振幅为1.36 mV,SNR为2.05 dB,SAR为5.53,阳性预测值为99.81％,而运动状态下的运动伪迹则可通过心电胸带内置的运动状态监测器实现主动降噪,验证了所研制的基于柔性生物电干电极的单导联心电胸带具有良好的生物相容性及抗干扰能力.