面向开胸手术的超声辅助干锯切胸骨机理及减温降损策略

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51875404
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0509.加工制造
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Heart disease is the most common health problem worldwide. Thoracotomy involving sternum sawing plays a vital role in the treatment of heart diseases because the quality and efficiency of the sternum sawing is associated with therapeutic and rehabilitative effects of patients. However, in the current thoracotomy, the cutting-induced thermal-mechanical damages in bone can lead to dreadful sternal infection or cracking complications. For improving sternotomy with reduced thermal and mechnical damages in sawing sternal bone, a novel ultrasonic-assisted sawing of sternum is proposed. The kinematics and kinetics of ultrasonic-assisted sawing process will be approached. The surface/subsurface generation mechanisms in ultrasonic-assisted sawing of sternum will be established. The ultrasonic vibration, sawing operational parameters, surface/subsurface generation mechanisms, biomechanical compatibility will be approached. The interactive relationships between ultrasonic vibration, sawing operations, surface integrity, clinical comfortability and biomechanical compatibility will be presented. The method and strategy of reducing temeperature and damage in bone cutting will be proposed. The stable and efficient ultrasonic-assisted sawing system with large vibration amplitude will be designed and built. This work will not only provide scientific insights for safe, rapid and high-quality sawing of bone, but also have great significance for developing a new type of ultrasonic-assisted thoracotomy.
心脏疾病是世界公认的高发高危疾病,而开胸手术作为开放性心脏手术的标准入路方式已经成为外科临床上必不可少的关键基础技术。然而,目前的胸骨往复干锯切开胸手术,切口界面组织损伤大、温度高、易产生灼伤炭化等问题,严重影响了术后骨愈合,容易引发胸骨感染或开裂并发症,给患者带来了巨大痛苦与生命危险。本项目面向外科手术低创伤、快愈合的需求,提出一种超声辅助往复锯切胸骨手术的新方法、新思路。针对胸骨梯度异构复合生物组织结构特征,建立其力学仿生物理模型,揭示超声复合锯切胸骨运动学与动力学规律及其界面切削分割机理与热力学特性,阐明超声复合干锯切工艺优化与减温降损策略,构建高效稳定大振幅超声复合锯切系统的设计理论与方法。该研究不仅为实现安全、高效、低损超声辅助锯切胸骨手术提供科学的理论依据与技术支持,而且对于医疗超声骨切割技术的发展起到重要支撑和推动作用,同时研究成果可完善和深化骨切削与超声复合加工理论。

结项摘要

开胸手术作为开放性心脏手术的标准入路方式已经成功为外科临床上必不可少的关键基础技术。然而目前的胸骨往复干锯切开胸手术,切口界面组织损伤大, 严重影响术后骨愈合,甚至引发胸骨感染或开裂并发症。本项目面向外科手术低创伤、快愈合的需求,提出一种超声辅助往复锯切胸骨手术的新方法。.项目重点针对胸骨梯度异构复合生物组织结构特征,建立了其力学仿生物理模型,揭示了超声复合锯切胸骨运动学与动力学规律及其界面分割机理与热力学特性;构建了一维/二维超声辅助胸骨锯切有限元模型;搭建了体外一维超声振动辅助胸骨锯切实验平台的搭建;开展了基于临床高效低损的超声复合胸骨锯切技术力学实验研究;测试并分析了基于临床安全性的超声复合胸骨锯切温度,阐明了超声复合干锯切手术工艺优化与减温降损策略,构建了超声复合锯切系统的设计理论与方法。目前在对超声辅助胸骨锯切过程进行大量理论与实验研究基础上,构建了适用于胸骨正中锯切术的新型超声复合胸骨锯切理论和手术工艺体系,为实现安全、高效、低损的新型超声复合锯切开胸手术提供科学的理论依据与指导,并开发了一种新型的一维/二维超声复合的医用手术用胸骨锯,为新型超声辅助胸骨锯切手术的临床应用提供了新器械新设备。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
Surface characteristics of dental resin nanoceramic in in vitro finishing with dental handpiece and rotary burs
牙科手机和旋转车针体外精加工牙科树脂纳米陶瓷的表面特性
  • DOI:
    10.1088/2051-672x/ab8c95
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    SURFACE TOPOGRAPHY-METROLOGY AND PROPERTIES
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Yi-Yin;Song Xiao-Fei;Guo Hong-Lei
  • 通讯作者:
    Guo Hong-Lei
Sampling optimization for 3D surface measurement. Part I: Sampling area optimization based on areal texture parameter analysis
3D 表面测量的采样优化。
  • DOI:
    10.1016/j.measurement.2022.111972
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Measurement
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Xiao-Fei Song;Hao Tang;Yi-Yin Zhang;Shu-xian Zheng
  • 通讯作者:
    Shu-xian Zheng
Design and Optimization of a New Anti-reflux Biliary Stent With Retractable Bionic Valve Based on Fluid-Structure Interaction Analysis
基于流固耦合分析的新型可伸缩仿生瓣抗反流胆管支架的设计与优化
  • DOI:
    10.3389/fbioe.2022.824207
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Su Y;Xiang Z;Song X;Zheng S;Xu X
  • 通讯作者:
    Xu X
Design and evaluation of a novel anti-reflux biliary stent with cone spiral valve
新型锥形螺旋瓣抗反流胆管支架的设计与评价
  • DOI:
    10.1080/1070289x.2015.1016522
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART H-JOURNAL OF ENGINEERING IN MEDICINE
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    Wang Yue;Song Xiao-Fei;Su Yu-Shan;Xu Xin-Sheng
  • 通讯作者:
    Xu Xin-Sheng
Effect of bur selection on machining damage mechanisms of polymer-infiltrated ceramic network material for CAD/CAM dental restorations
车针选择对 CAD/CAM 牙科修复用聚合物渗透陶瓷网络材料加工损伤机制的影响
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2020.06.089
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    CERAMICS INTERNATIONAL
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Song Xiao-Fei;Kang Ning;Yin Ling
  • 通讯作者:
    Yin Ling

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Vita Mark II齿科陶瓷体外口腔修
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    李佳
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  • 作者:
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    宋晓菲;殷玲*;韩翼刚;李佳
  • 通讯作者:
    李佳

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超微创肌筋膜水射流切割分离机理及其关键技术
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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