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:制备一种新型磁热相变型纳米粒造影剂(PFH-HIONS)，研究其在体外增强光声成像、磁共振及磁热相变后增强超声显影的能力。方法:先采用一锅溶剂热法制备超顺磁性纳米空心铁球(HIONS)，再采用真空吸附法将相变材料液态氟碳全氟己烷(PFH)包载入空心铁球得到PFH-HIONS，对纳米粒进行表征后，分别在体外进行光声、磁共振及磁加热相变后超声显影，用软件分析显影强度，比较显影结果。结果:成功制备出一种包载PFH的PFH-HIONS，粒径均匀，平均粒径约(537.3±24.8)nm。PFH-HIONS可增强光声成像和磁共振体外显影。在交变磁场内，其能显著加热并促进PFH相变产生微气泡，从而增强超声显影，并且随着浓度的增加，显影强度增强，不同浓度间显影强度差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:PFH-HIONS能增强超声、光声、磁共振多种模式显影，并且具有较好的磁加热性能，为分子影像学基础上的诊治一体化提供了新型、高效的研究平台，具有较好的应用前景。

目的:探讨相变氟碳纳米材料的研究机制并评估其增效微波消融(MWA)疗效的作用。方法:制备以聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)为外壳，配比全氟化碳(PFC)为核心的相变纳米液滴(PTN)，探究一种基于热致相变的相变机制——微波致液滴汽化(MWDV)。通过扫描电子显微镜、动态光散射仪、体外溶血实验及CCK-8实验监测PTN的基本理化性质及生物学特性。构建体外凝胶孔洞模型监测PTN的相变；通过活死荧光实验、流式分析及细胞活性实验评估MWDV介导后相变PTN增效微波消融疗效的作用。结果:当全氟戊烷和全氟己烷按3∶2配比构成全氟化碳核心时，PTN的相变温度恰为微波消融的边界温度(60 ℃)。进一步体外和细胞实验发现，该配比PTN不仅具备较好的稳定性和生物安全性，而且能够在MWDV介导下发生相变，增强二维超声成像和提高微波消融疗效。结论:MWDV可以作为氟碳纳米材料的一种相变机制，其为肿瘤消融治疗提供了新的增效策略。

背景:金纳米粒子在多功能经皮给药系统的开发中具有重要意义,较小尺寸的金纳米粒子可通过细胞间路径向真皮层渗透,然而由于易团聚和胶体形态的限制,金纳米粒子存在着难以局限发挥效应、递送效率低的问题.目的:通过结合相变纳米液滴与生物黏附性水凝胶开发一种超声优化的水凝胶支架,用于金纳米粒子的经皮递送.方法:利用乳剂溶剂挥发法制备包载金纳米粒子的超声相变纳米液滴,并将其装载到聚多巴胺修饰的甲基丙烯酰化明胶水凝胶内制备复合水凝胶支架,对超声响应性纳米金载体进行结构与化学组分的表征,对复合水凝胶支架的微观结构、孔隙率、渗透性、流变学、体外止血及抗菌性能等进行表征.通过Live/Dead染色评价复合水凝胶支架的细胞相容性,并评估低强度脉冲超声对支架材料渗透性、孔隙率和力学性能的优化效果.结果与结论:①透射电镜和紫外-可见光光谱证明纳米金载体的成功构建,粒径及电位检测结果显示超声响应性纳米金载体具有较好的稳定性;②Live/Dead染色证明,复合水凝胶支架具有一定的生物相容性;③扫描电镜下可见复合水凝胶支架具有多孔网状结构,且部分大孔内部可见纳泡受超声辐照后产生的直径约2 μm的微孔,结合渗透性实验说明强度脉冲超声可以优化水凝胶支架的孔隙和渗透性;复合水凝胶支架的止血性能优于止血海绵、聚多巴胺@甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架;在低强度脉冲超声辐照下,复合水凝胶支架具有良好的抗氧化效应与抗菌性能;④热成像结果显示金纳米粒子包载在超声响应的纳泡中,在受到超声激励下可以得到更均匀的播散;⑤力学性能测试结果表明,负载含金纳米粒子的相变纳米液滴后水凝胶支架的储能模量增加,表现出更强的力学性能,断裂伸长率为122%,延展性优于不含金纳米粒子的相变纳米液滴组(P<0.05);⑥结果表明,复合水凝胶支架具备良好的生物相容性、抗菌性、抗氧化性及止血作用.

目的 分析评价在平原高寒地区野战条件下野战运血箱与相变材料运血箱的血液保存效果.方法 实验前留样检测悬浮红细胞的红细胞压积,血红蛋白含量,游离血红蛋白含量,Na+、K+及进行无菌实验,采用低温血液冷藏箱作为对照,将悬浮红细胞分别置于低温血液冷藏箱、野战运血箱和1#、2#相变材料运血箱,在室外环境温度为-20~-5℃的条件下公路运输2 h后,于0、12、24、36、48、60 h分别记录各储血设备温度的变化,并留样检测上述指标.结果 在室外环境温度为-20~-5℃的条件下,野战运血箱内悬浮红细胞的保存时间为42 h,相变材料运血箱内悬浮红细胞的保存时间为58 h,两种运血箱储存悬浮红细胞后检测的溶血率,Na+、K+含量及无菌实验均符合国家标准.结论 在平原高寒地区,可采用相变材料运血箱保存悬浮红细胞.

目的 开展相变材料运血箱海上血液前送补给实地评估,对携行的悬浮红细胞质量进行评价研究,为海上血液冷链储运系统的完善提供参考.方法 模拟海上血液前送补给实际情况,依托海军某综合补给任务,开展相变材料运血箱保存悬浮红细胞陆地前送(100 min)、海上前送(45 h)及前送补给悬浮红细胞继续在舰船上储运(7d)等的检验评估,并就悬浮红细胞储运过程中游离血红蛋白含量、血液生化指标等进行检测.结果 在血液前送阶段,相变材料运血箱内温度由4.1℃上升至9.5℃,游离血红蛋白、血钾、乳酸脱氢酶含量分别升高至(0.083 ±0.032)g/L、(15.097 ±1.791)mmol/L和(106.00 ±17.83)U/L;在血液储存阶段,海上保存悬浮红细胞的游离血红蛋白、血钾、乳酸脱氢酶含量分别升高至(0.111 ±0.035)g/L、(27.238 ±3.509)mmol/L 和(227.00 ± 111.94)U/L,血钠含量降低至(113.63 ±4.012)mmol/L.结论 相变材料运血箱可在较复杂环境条件下(多种运输途径、持续温度变化、携行及舰船振荡),保持箱内血液在较长时间(45 h)维持在恒定温度范围(4~10℃),并保证前送血液质量.此外,在海上储存多天的悬浮红细胞游离血红蛋白含量更高,储存损伤较陆地常规保存更大.

目的 真空隔热板是一种新型高效的保温材料,可作为储运血箱的箱体材料,以增强储运血箱的保温性能.方法 真空隔热箱(VIP箱)作为实验组,瓦楞纸箱+泡沫运血箱(EPS箱)作为对照组.两组放入等量的相变蓄冷剂和4℃水袋,用可录式电子温度监控仪记录密封箱体内的温度变化情况,并测量两种箱体储血0、4及7d时血样的游离血红蛋白(FHb)浓度和钾离子浓度.结果 36 h后,EPS箱温度上升较快,且直到60 h温度始终显著高于VIP箱.此外,VIP箱<10℃的时间为(60.7 ±0.6)h,而EPS箱为(54.2 ±3.0)h,两组数据之间的差异具有统计学意义(P<0.05).储存第7天,VIP箱中FHb浓度[(605.26 ±74.63)mg/L]显著低于EPS箱[(1327.60 ± 187.41)mg/L](P<0.05);且储存第7天,VIP箱中钾离子浓度[(22.7 ±0.4)mmol/L]显著低于EPS箱[(24.6 ± 0.6)mmol/L](P<0.05).结论 VIP箱<10℃的时间较长,保温性能较好,血液的保存质量显著优于EPS箱.新型保温箱体材料的研制将有效提升血液冷藏保障能力,具有重大研究价值和实际应用意义.

目的 制备叶酸受体靶向诊疗一体化纳米探针,观察其体外主动靶向肝癌细胞的能力,探讨其体外增强US/MRI双模态显像效果和对高强度聚焦超声(HIFU)杀伤肝癌细胞的增效作用.材料与方法 采用双乳化法和碳二亚胺法制备载磁性颗粒和相变材料全氟己烷的靶向叶酸受体的纳米探针,检测其平均粒径、形态结构和液气相变能力.体外观察该纳米探针对肝癌细胞 BEL-7402的主动靶向能力.以 HIFU 体外辐照观察纳米探针的超声成像效果;并对不同含量磁性颗粒 Fe3O4纳米探针进行MRI检查.体外细胞凋亡实验检测该纳米探针联合HIFU对肝癌细胞的增效杀伤能力.结果 成功制备载磁性颗粒和全氟己烷的叶酸受体靶向纳米探针,其平均粒径为(402.50±66.43)nm,形态呈规则球形,其内散在分布磁性颗粒Fe3O4,且HIFU辐照能使其发生液气相变.体外靶向实验显示 BEL-7402细胞周围有大量纳米探针环绕.体外双模态成像显示 HIFU 辐照纳米探针后,超声回声强度明显增强;该纳米探针的MR负性显像能力也随纳米粒中Fe3O4浓度增加而增强.体外细胞凋亡实验显示该纳米探针具有显著提高HIFU杀伤肝癌细胞效果的能力.结论 成功制备的靶向诊疗一体化纳米探针具有良好的体外寻靶能力,不仅能作为多模态显像剂用于超声和MRI,还可协同HIFU增强对肝癌细胞的杀伤效果,从而有望实现肿瘤早期诊断和靶向精准治疗.

背景:无定形磷酸钙可作为生物矿化过程中纳米羟磷灰石的前导相及钙和磷酸盐的储备库,但其稳定性受合成环境影响,容易发生相变.目的:采用钙螯合剂羧甲基壳聚糖(carboxymethyl chitosan,CMCS)稳定无定形磷酸钙,分析稳定无定形磷酸钙的羧甲基壳聚糖最低阈值及陈化时间对无定形磷酸钙稳定期的影响.方法:4℃低温下,在含不同CMCS与Ca摩尔比比值(1:1,1:2,1:3,1:4,1:5)的溶液中制备CMCS-无定形磷酸钙沉淀,采用扫描电镜观察沉淀的微观结构,X射线衍射和红外光谱检测沉淀的化学成分,求得合成稳定CMCS-无定形磷酸钙的最低CMCS/Ca比值,并用热重量及差热分析得此比值下复合物中的无定形磷酸钙含量.再以此比值经不同陈化时间(10,30,60,90 min)获得CMCS-无定形磷酸钙复合物,将其溶于模拟体液中,采用X射线衍射和扫描电镜监测无定形磷酸钙的相变,探讨陈化时间对无定形磷酸钙稳定期的影响.结果与结论:①X射线衍射与红外光谱图谱显示,当CMCS/Ca≥1:3时,CMCS-无定形磷酸钙沉淀物为非晶体相;②扫描电镜显示,当CMCS/Ca≥1:3时,沉淀物中可见大量分布均匀的无定形磷酸钙颗粒;③通过以上实验得出,低温条件下合成稳定CMCS-无定形磷酸钙复合物的CMCS/Ca最低比值为1:3,在此比值下复合物中无定形磷酸钙的实际量为63.63%;④X射线衍射与扫描电镜显示,当陈化时间为10-60 min时,CMCS-无定形磷酸钙复合物的模拟体液浸泡产物为非晶体态,相位转化时间分别为2,6,8 h;当陈化时间为90 min时浸泡产物为晶体态;⑤结果表明,低温条件下合成稳定CMCS-无定形磷酸钙复合物的CMCS/Ca最低比值为1:3,在该比值下复合物的稳定期随陈化时间延长而延长,在2-8 h范围内变化.

目的 设计具有不同相变速度的纳米凝胶(nanogel),筛选可用于经导管动脉化疗栓塞(TACE)的栓塞和载药材料.方法 通过乳液聚合制备N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)-丙烯酸(AA)分别为3∶1、2∶1和1∶1的无规共聚纳米凝胶P(NIPAM-Co-AA)(PNA)和互穿网络纳米凝胶PNA-IPN,并对其颗粒的形貌、温敏性、溶液的相变行为、流变学性质进行表征,评价各nanogel的栓塞及载药性能.结果 nanogel为较为均一的近似球体,PNA的粒径为386～795 nm,PNA-IPN的粒径为367～750 nm;温度升高可使凝胶的粒径减小,AA比例增加会导致凝胶的温敏性降低、相变温度升高、凝胶速度加快但凝胶强度降低.与PNA相比,PNA-IPN具有较小的粒径、较低的凝胶温度,较快的凝胶速度和较高的凝胶强度.PNA-IPN-2可通过静电吸附负载阿霉素,载药量为10.3％.结论 140 mg·mL-1的PNA-IPN-2溶液的凝胶温度、速度和强度适中,其“剪切变稀”的性质和药物释放特性对用于TACE十分有利,有望用作TACE中的纳米凝胶栓塞、载药材料.