泵送液体的心脏复制品可带来更好的心脏治疗方法

泵送液体的心脏复制品可带来更好的心脏治疗方法在先前研究的基础上，麻省理工学院/哈佛大学的一个团队开发了一个过程，首先将病人心脏的多个医学图像转换成一个三维计算机模型。然后，该模型被用来指导3D打印机生产一个柔软的、可拉伸的聚合物心脏复制品。接下来，气动套筒（类似于用于测量血压的套筒）被包裹在模型上。当空气被抽入和抽出这些套筒时，套筒底部的小气泡会膨胀和收缩。这导致心脏模型也做同样的动作，只不过是相反的--当气泡膨胀并压在它身上时，它就会收缩，然后当它们收缩时，又会膨胀到原来的状态。通过这种方式，该模型可以泵出一种液体，作为实际血液的替代品。此外，还可以在模型的主动脉上放置另一个套筒，然后对该套筒进行充气，以模拟主动脉狭窄--一种主动脉瓣变窄的情况。然后，医生们可以尝试使用不同类型的合成瓣膜，这些瓣膜目前被用来将天然瓣膜重新打开。在实践中，当他们去做实际的瓣膜植入手术时，性能最好的合成瓣膜已经在手边，随时可以使用。到目前为止，科学家们已经使用医学扫描来3D打印15名主动脉狭窄患者的主动脉和左心室模型。这些模型不仅准确地复制了在患者实际心脏中测量到的血压和流量，而且在安装类似于一些患者所接受的合成瓣膜时，它们也以同样的方式作出反应。哈佛大学的ChristopherNguyen助理教授是这项研究的共同作者，他说："病人将完成他们的成像，反正他们也是这样做的，我们将利用这一点来制造这个系统，最好是在一天之内。启动和运行它之后，临床医生可以测试不同的阀门类型和尺寸，看看哪种效果最好，然后用它来植入。"由麻省理工学院副教授EllenRoche领导的这项研究的论文最近发表在《科学机器人》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346115.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346115.htm

瑞典研究人员带来新的纤维素基材 可以轻松净化受污染的水

瑞典研究人员带来新的纤维素基材可以轻松净化受污染的水获得清洁的水对我们的健康和福祉至关重要，然而，这对许多人来说仍然是一个挑战。世界卫生组织（WHO）报告说，目前有超过20亿人生活在没有适当获得清洁水的环境中。这一全球挑战是查尔姆斯理工大学的一个研究小组的核心，该小组已经开发出一种方法，可以轻松去除水中的污染物。由有机化学副教授GunnarWestman领导的该小组专注于纤维素和木质产品的新用途，是瓦伦堡木材科学中心的一部分。研究人员已经建立了关于纤维素纳米晶体的坚实知识--这就是水净化的关键所在。这些微小的纳米颗粒具有出色的吸附能力，研究人员现在已经找到了利用这种能力的方法。"我们对这些纤维素纳米晶体采取了一种独特的整体方法，研究了它们的特性和潜在应用。"GunnarWestman说："一种生物基材料被创造出来，具有优良净化性能的纤维素粉末形式，我们可以根据要去除的污染物类型进行调整和修改。"吸收和分解毒素在最近发表在科学杂志《工业与工程化学研究》上的一项研究中，研究人员展示了如何使用该小组开发的方法和材料将有毒染料从废水中过滤出来。这项研究是与印度斋浦尔马拉维亚国家技术学院合作进行的，在那里，纺织业废水中的染料污染物是一个普遍的问题。GunnarWestman，瑞典查尔姆斯理工大学化学和化学工程系的副教授。资料来源：查尔姆斯理工大学这种处理方法既不需要压力，也不需要热量，并利用阳光来催化这一过程。GunnarWestman将这种方法比作将覆盆子汁倒入装有米粒的玻璃杯中，米粒吸收了汁液，使水重新变得透明。"想象一下，一个简单的净化系统，就像一个连接到污水管的便携式盒子。当被污染的水通过纤维素粉末过滤器时，污染物被吸收，进入处理系统的阳光使它们快速有效地分解。这是一个成本效益高、设置和使用简单的系统，我们看到它在目前水处理效果差或不存在的国家可能会有很大的好处。"该方法将在印度进行测试印度是亚洲拥有大量纺织品生产的发展中国家之一，每年有大量的染料被释放到湖泊、河流和溪流中。这对人类和环境造成了严重的后果。水污染物含有染料和重金属，直接接触会造成皮肤损伤，进入食物链后会增加癌症和器官损伤的风险。此外，自然界也受到多种影响，包括光合作用和植物生长受到损害。在印度进行实地研究是下一步的重要工作，查尔姆斯大学的研究人员现在正在支持他们的印度同事，努力让该国的一些小规模工业在现实中测试这种方法。到目前为止，用工业用水进行的实验室测试表明，用这种新方法可以去除80%以上的染料污染物，GunnarWestman看到了进一步提高净化程度的良好机会。"从排放完全未经处理的水到去除80%的污染物是一个巨大的进步，这意味着对自然的破坏和对人类的伤害大大减少。此外，通过优化pH值和处理时间，我们看到了进一步改进工艺的机会，这样我们就可以同时生产灌溉水和饮用水。如果我们能够帮助这些行业获得一个有效的水处理系统，使周围地区的人们能够使用这些水而不危及他们的健康，那将是非常美妙的。"还可用于对付其他类型的污染物GunnarWestman还看到了利用纤维素纳米晶体处理染料以外的其他水污染物的巨大机会。在之前的一项研究中，该研究小组已经表明，有毒的六价铬的污染物，在采矿、皮革和金属工业的废水中很常见，可以用类似的纤维素基材料成功去除。该小组还在探索该研究领域如何促进抗生素残留物的净化。他说："用这种材料找到良好的水净化机会的潜力很大，除了我们在查尔姆斯建立的基础知识外，成功的一个重要关键是瓦伦堡木材科学中心的集体专业知识。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351383.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351383.htm

用电子纱线制作的裤子可以向穿着者传递疲惫警报

用电子纱线制作的裤子可以向穿着者传递疲惫警报这种纱线是由苏黎世瑞士联邦理工学院（ETHZurich）的研究人员开发的，它包括一条由可伸展的导电橡胶制成的内线，该内线以螺旋形式被覆盖在一层薄薄的塑料中的刚性电线所包围。苏黎世联邦理工学院的博士后学生泰勒-库斯伯特说："这两根纤维作为电极，产生了一个电场，它们一起形成了一个可以容纳电荷的电容器"。这意味着，如果该纤维被内置到一条裤子里（例如），随着穿着者的移动，柔性内芯和刚性外刚部分之间的间隙将发生变化。这将在两者之间产生差异，这反过来将改变纱线产生的电场。帮助这一过程的事实是，纱线本身在被拉伸时实际上会膨胀，因此它提供了更多的表面积来进行读数。研究人员说，通过用缝在衣服里的监测设备跟踪电流的变化，他们可以准确地跟踪运动模式，并知道穿着者何时开始达到疲惫的程度。该监测设备配备微小的天线，可以将信息传送到智能手机上，提醒锻炼者他们正在达到疲劳状态，在这之后身体将更容易受伤。研究小组已经收集了一些数据，显示当跑步者达到疲惫状态时，纱线的电信号如何变化，但他们说需要进行更多的测试，以建立一个可靠的步态数据库，从而使材料尽可能准确地发挥作用。不过，他们已经为该系统申请了专利，目前正在努力从原型到嵌入纱线的织物，准备为消费者提供。虽然许多运动可穿戴设备的重点是为用户提供与提高成绩有关的数据，但这种新材料加入了一个略有不同的类别，旨在保护运动员的安全，如提醒穿戴者即将发生心脏病的T恤和运动胸罩。移动健康技术教授兼首席研究员CarloMenon说，这种材料也可以在康复医学中找到家。这项工作已经发表在同行评议的杂志《先进材料》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351041.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351041.htm

新研发的双面智能纺织纤维兼具导电性和柔韧性

新研发的双面智能纺织纤维兼具导电性和柔韧性这种单股纤维兼具棉花的柔韧性和一种名为聚苯胺的聚合物的导电性。在可穿戴电子纺织品方面显示出良好的潜力。华盛顿州立大学的研究人员在《碳水化合物聚合物》（CarbohydratePolymers）杂志上详细介绍了他们的研究成果。一面是棉花，另一面是导电聚合物图/华盛顿州立大学聚苯胺与棉纤维素结合在一起后会太脆，无法单独形成可用的纤维。也就是说，这两种材料并不是简单地混合成一种同质混合物。如果是这样，聚苯胺就会被稀释到失去导电性的程度。为了解决这个问题，西悉尼大学的研究人员将从回收的T恤衫中提取的棉纤维素溶解到一种溶液中，并将导电聚合物溶解到另一种单独的溶液中。然后将这两种溶液并排合并在一起，挤出材料制成一根纤维。在这项研究中，WSU团队努力克服将导电聚合物与棉纤维素混合的难题。聚合物是一种具有重复模式的大分子物质。在这种情况下，研究人员使用了聚苯胺（又称PANI），这是一种具有导电性能的合成聚合物，已被用于印刷电路板制造等应用中。结果显示界面结合良好，这意味着不同材料的分子在拉伸和弯曲过程中都能保持在一起。首席科学家刘航正在处理一卷材图/料华盛顿州立大学的DeanHare"我们将一种纤维分为两部分：一部分是传统的棉花：柔韧性和强度足以满足日常使用，而另一面则是导电材料，"该研究的通讯作者、西悉尼大学纺织品研究员刘航说。"棉花可以支撑导电材料，而导电材料可以提供所需的功能。"虽然还需要更多的开发工作，研究人员的想法是将这样的纤维集成到服装中，作为带有柔性电路的传感器贴片。这些补丁可以成为消防员、士兵或处理化学品的工人制服的一部分，以检测是否接触到危险物质。其他应用还包括健康监测或运动衬衫，它们比目前的健身监测器能做得更多。刘航副教授领导的研究论文最近发表在《碳水化合物聚合物》杂志上。这项研究的其他作者包括第一作者刘旺成、赵子辉、梁丹、钟伟红和张金文。这项研究得到了美国国家科学基金会和沃尔玛基金会项目的支持。刘说："现在已经有一些智能可穿戴设备，比如智能手表可以跟踪你的运动和人体生命体征，但我们希望将来你的日常服装也能实现这些功能。时尚并不像很多人认为的那样只是颜色和款式，时尚就是科学。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1403673.htm

最新研发的植入式泵可将化疗药物直接滴入脑瘤中

最新研发的植入式泵可将化疗药物直接滴入脑瘤中五名患者的脑部扫描，在治疗前（从上到下），以及治疗后14、24和48小时，显示了他们肿瘤周围的化疗药物浓度。图/杰弗里-布鲁斯哥伦比亚大学欧文医学中心供应大脑的血管对于哪些分子能够通过是非常有选择性的。虽然这种血脑屏障对于阻止微生物和外来物质进入大脑很重要，但不幸的是，大多数药物也被挡在外面。这包括口服或静脉注射的脑癌化疗药物，这些药物只能以低浓度渗透到大脑中。绕过这道屏障是一个关键的研究领域，科学家们发现有希望使用磁性纳米粒子或超声波脉冲暂时撬开这道屏障，或者使用能够滑过防御系统的新药物载体。在这项新的研究中，研究小组测试了一个可植入的泵系统，它能将化疗药物直接送入大脑。首先通过手术将一个小型泵植入患者的腹部，然后将一根细长、灵活的导管从皮肤下送入大脑中肿瘤所在的部分。研究人员表示：我们的想法是，这个泵可以或多或少地无限期地继续输送药物。它可以通过无线方式打开或关闭，并根据需要用针头补充。这种治疗的性质也意味着患者可以在接受治疗的同时像往常一样生活，甚至不会意识到泵何时开启或关闭。该研究的资深作者杰弗里-布鲁斯说："如果你非常缓慢地泵入药物，实际上是每小时几滴，它就能渗透到脑组织中。最终进入大脑的药物浓度比静脉注射或口服可能得到的药物浓度高1000倍。该泵可以长时间停留在原地，因此我们可以直接向大脑提供更高的化疗剂量，而不会产生口服或静脉注射化疗的副作用。"在人体试验中，五名复发性胶质母细胞瘤患者接受了这种泵的植入，它输送化疗药物拓扑替康以及一种称为钆的追踪剂，因此科学家们可以测量药物的浓度和分布。患者连续接受了四次为期一周的治疗，泵开启两天，关闭五天。治疗后几天的核磁共振扫描显示，化疗药物成功饱和了肿瘤和周围区域。治疗后的活组织检查显示，活跃的肿瘤细胞数量明显减少，而没有影响健康的脑组织。而且重要的是，没有病人出现严重的神经系统并发症。尽管这项试验很有希望，但该团队表示，到目前为止测试的病人数量太少，无法证明其生存优势，但未来的试验将进一步调查，包括对疾病早期阶段的病人进行测试。该研究发表在《柳叶刀肿瘤学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332935.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332935.htm

家蚕启发了更快、更简单的纳米纤维生产方法

家蚕启发了更快、更简单的纳米纤维生产方法相比之下，家蚕可以快速而容易地生产自己的高质量超薄丝纤维。它只需将其粘稠的唾液分泌到一个表面上，然后将其头部向后拉，将唾液拉成一条长线。四川的研究人员已经复制了这一过程，在一项被称为微粘性引导（MAG）的技术中。它包括将一排微针推入一块浸有聚氧化乙烯溶液的泡沫中，然后再将它们拉出来。当针被拉出时，每根针都从海绵中拉出一条聚合物的细线。这些线很快就干了，这时它们就可以被切割并投入使用了。更重要的是，通过模仿蚕在生产丝质纤维时移动其头部的不同方式，同样可以通过MAG纺纱技术创造出不同种类的纳米纤维。例如，如果只是简单地将针从海绵上直接拉回来，那么纤维都是笔直的，排列整齐。然而，如果阵列被摇动或振动，纤维就会相互交联。如果针阵在被拉回时转向一侧或另一侧，纳米纤维都会扭曲在一起，形成一个更大的纤维。事实上，根据所需的纳米纤维的类型，人们发现微针阵列并不总是必要的。仅仅通过将两个浸泡过聚合物的海绵放在一起，然后将它们拉开，科学家们就能够生产出笔直的纳米纤维，用来制作一个即时绷带，放在一个人的皮肤上。作为额外的加强，添加到聚合物中的一种抗生素使绷带能够抑制有害细菌的生长。关于这项研究的论文--由王宇、杨伟和傅学伟领导--最近发表在《纳米通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336673.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336673.htm