关键词： 分子通信   网络分层模型   靶向递药   生物纳米物联网   纳米技术  

摘要： 靶向递药系统是实现精准医疗的关键组成部分,而分子通信作为一种新兴范式,为实现精准高效的递药系统提供了可能。然而,目前基于分子通信的靶向递药的研究主要集中在物理层,缺乏跨层方法和具体场景下的实际应用,难以实施动态、实时的递药方案。为此,本文提出了一种用于靶向给药的网络分层机制的分子通信系统,旨在通过分层架构提升系统的实时性和可扩展性,并通过算法设计优化递药过程,为医生提供切实可行的递药方案。论文的研究内容主要包括以下三个部分: 第一部分,本文提出了用于靶向给药的分子通信分层模型,将递药系统由下至上划分为物理层、网络层和应用层。物理层基于分子通信范式,分析了药物分子在血管内运动的药代动力学模型以及在细胞外基质中的药效学模型。网络层定义了网络的基本组成元素以及输入输出关系,建立了药物物理运动向网络链路中数据包传输的映射关系,并通过仿真验证了该方法的可行性。应用层作为顶层,负责系统的高层控制,利用下层传递的参数和功能设计实际给药方案。 第二部分,在第一部分提出的分层模型基础上,设计了网络层的两种算法:拓扑推断算法和药物释放速率优化算法。拓扑推断算法用于推断血管网络结构及细胞外基质中的扩散环境,而药物释放速率优化算法则通过PID控制机制实现药物浓度的稳定调控,从而优化药物输送过程。仿真结果表明,血管网络结构和肿瘤微环境结构能够被有效推断,且靶部位药物浓度可稳定在期望值附近。 第三部分,基于第二部分提出的网络层参数和功能,通过构建模拟细胞外基质场景的二维网格场景,设计了多目标、基于反馈的动态递药方案,实现了复杂生物场景下的精准递药。该部分进一步实现了分层模型的整合应用,并通过仿真验证了所提方案的可行性和实用性。 综上所述,本文以药物在体内的药代动力学和药效学模型为基础,借鉴计算机网络协议的分层架构,提出了用于靶向给药的分子通信分层模型,并分别为网络层和应用层设计了相应的算法以实现预期功能,为基于分子通信的靶向递药模型提供了新的思路和可能性,同时增加了系统的可扩展性。

关键词： 纳米技术   针灸学   医工结合   穴位注射   药物递送  

摘要： 针灸技术在现代医疗中的创新需求日益增长，纳米材料因其微小尺度的特殊性能与精准控制能力，为传统针灸的作用原理研究和器械升级打开了跨学科合作的新窗口。本文系统回顾了纳米技术与针灸学交叉领域的最新研究进展。在机制探索方面，纳米传感技术通过实时监测针刺过程中神经递质的动态变化，为经络腧穴的生物信息传导机制提供了分子层面的证据。在医疗应用方面，纳米载药微针系统和智能针灸设备的开发，显著提高了经皮给药效率和生物标志物检测的灵敏度，推动了针灸治疗从经验性操作向精准调控的转变。目前，研究已初步建立起“材料功能化修饰-靶向递送优化-能量精准调控”的技术体系，并在退行性疾病防治和慢性疼痛管理等领域展现出独特的优势。尽管针灸与纳米技术的融合仍处于研究阶段，但其潜在的应用前景令人期待，为传统医学的现代化提供可持续的技术支撑。

关键词： 加热炉   纳米技术   隔热材料   节能   热损失   传热系数  

摘要： 针对轧钢加热炉炉顶散热损失问题，采用新型复合纳米隔热材料实施改造。通过热成像测量和传热计算，验证了该材料卓越的隔热性能。与陶瓷纤维毯和纤维浇注料相比，新型复合纳米隔热材料在节能效果和经济效益方面表现优异。改造后炉顶表面平均温度降幅约59℃，经济效益约60万元/年。

关键词： 贵金属   碳烟燃烧   纳米技术   载体材料  

摘要： 柴油机在汽车运输和工程设备中应用广泛，具有热效率高等优点。然而，随着汽车保有量的增加，柴油发动机尾气不仅对大气环境造成污染，而且进入人体的碳烟颗粒物质对健康也有很大的危害，因此消除柴油发动机碳烟颗粒成为当务之急。本文对贵金属氧化消除碳烟的技术手段做了应用归类，围绕“贵金属纳米级催化剂、负载贵金属催化剂载体和贵金属复合催化剂”3个技术内容，分析了目前用于提高贵金属催化剂活性和降低贵金属成本的技术方法，最后提出该领域内贵金属催化剂在氧化消除碳烟存在的主要问题，并指出未来的发展方向。

关键词： 防污性渔网   防污材料   创新技术   纳米技术  

摘要： 随着海洋渔业资源的日益枯竭和海洋生态环境的恶化,传统渔网材料在使用过程中会对海洋生物造成伤害越来越大。每年因渔网缠绕、划伤等原因导致的海洋生物死亡数量惊人。传统渔网还容易附着海洋生物和藻类而形成生物污垢,导致渔网堵塞、破损,增加了渔业生产的成本,加剧海洋污染。防污性材料是防治生物污染最为方便有效的方法,传统的有机锡类防污材料含有重金属成分,长期使用严重也会海洋生态环境,因此开发高效、环保的防污性渔网材料是渔业可持续发展的必然要求。目前,主流的绿色防污材料包括自抛光型、低表面能型和仿生型防污材料等。本文主要探索防污性渔网材料的创新与应用,分析材料研发的成功经验和技术手段,为开发高效、环保防污材料提供参考。With the depletion of Marine fishery resources and the deterioration of Marine ecological environment, the traditional fishing net materials will cause more and more damage to Marine organisms in the process of use. The number of Marine life deaths caused by fishing net entanglement, scratches and other causes every year is staggering. Traditional fishing nets are also easy to attach Marine organisms and algae and form biological dirt, leading to blockage and damage of fishing nets, increasing the cost of fishery production and aggravating Marine pollution. Antifouling materials are the most convenient and effective way to prevent and control biological pollution, traditional organotin antifouling materials contain heavy metal components, long-term serious use will also affect the Marine ecological environment, so the development of efficient and environmentally friendly antifouling fishing net materials is an inevitable requirement for the sustainable development of fisheries. At present, the mainstream green antifouling materials include self-polishing, low surface energy and bionic antifouling materials. This paper mainly explores the innovation and application of anti-pollution fishing net materials, analyzes the successful experience and technical means of material research and development, and provides reference for the development of efficient and environmental protection anti-pollution materials.

关键词： 纳米技术   多糖   蛋白质   纳米载体  

摘要： 纳米技术作为一个新兴的、快速发展的研究领域,在食品的加工、包装和检测等方面得到了广泛的应用。利用纳米载体对生物活性化合物进行营养递送是目前研究的热点,特别是利用蛋白质和多糖制备纳米颗粒的递送系统。对生物大分子多糖-蛋白质构建的纳米载体的研究现状、形成机理、影响因素以及在食品中的应用进行了综述。为今后多糖-蛋白质纳米载体在食品、生物及医药等领域的研究与应用提供参考。

关键词： 血管移植物   抗感染   术后感染   材料研发   纳米技术   生物活性分子   生物膜  

摘要： 血管移植物在心血管疾病治疗中的广泛应用面临术后感染(VGI)的重大挑战,尤其在复杂手术中可能导致严重并发症和高死亡率。常用血管移植物材料包括合成材料(如聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨酯等)和天然材料(如胶原蛋白、丝素蛋白、细菌纤维素、壳聚糖等)。合成材料因其优异的机械性能和化学稳定性广泛应用,但生物相容性差且易形成生物膜。天然材料表现出良好的生物相容性和促进内皮化的能力,但在力学性能和降解速度方面存在优化空间。抗感染技术在移植物材料中的应用不断推进,包括抗菌剂浸渍及涂层、药物释放系统、表面微纳结构设计以及生物活性分子结合。抗菌剂涂层(如银离子、三氯生)能够有效抑制细菌附着和生物膜形成,但传统抗生素面临耐药性问题。药物释放系统通过加载一氧化氮或肝素等生物活性分子,不仅可以抑制感染,还能促进血管生成及内皮细胞增殖。表面微纳结构设计和生物活性分子结合技术进一步增强了移植物的抗菌性能、内皮化能力及血液相容性。未来的研究方向包括智能化和多功能化抗感染血管移植物的开发,通过纳米技术、生物活性分子和智能材料的结合,解决抗生素耐药及生物膜问题。尽管体外研究成果显著,体内验证和长期临床应用的安全性和可行性仍需深入探索。抗感染血管移植物的开发在应对术后感染问题、提升治疗效果和改善病人预后方面具有重要意义,为后续研究提供了明确的方向和科学依据。

关键词： 纳米药物   纳米技术   科研人员   医学领域   智能   未来药物   先锋   诊断与治疗  

摘要： 在科技发展日新月异的今天,纳米技术已经逐渐渗透到医学领域的各个角落,在疾病的诊断与治疗方面带来了革命性的突破。其中,智能纳米药物以其独特的优势和巨大的潜力引起了公众和广大科研人员的关注,被认为代表了未来药物的先锋力量,有望为我们解决当前医疗领域的诸多难题。

关键词： 纳米技术   纳米粒子   生殖保健   辅助生殖技术  

摘要： 纳米技术还可用于避孕、肿瘤和非肿瘤疾病的检测和治疗。在辅助生殖技术(ART)中,纳米粒子可以作为运载工具将分子递送到配子和胚胎中,有助于体外配子和胚胎的发育。文章将从纳米技术在避孕、生殖系统疾病的诊断和治疗、辅助生殖技术中应用三个方面进行综述,并对纳米技术在生殖医学领域应用面临的挑战进行总结,为将来的医药研发提供更多的方向。纳米医学和纳米递送系统以可控的方式将治疗药物递送至靶位点和器官,从而在得到最大化治疗功效的同时将治疗的脱靶效应降到最低。纳米粒子具有一定的毒性,在某种程度上影响生殖健康和配子、胚胎的发育。因此,解决纳米粒子的毒性问题是未来研究的热点。

关键词： 伊曲康唑   白色念珠菌感染   纳米技术   壳聚糖   纳米粒  

摘要： 抗真菌药物自身局限性和严重的耐药性使得药物治疗侵袭性真菌感染(invasive fungal infections,IFIs)面临巨大挑战。伊曲康唑(itraconazole,ITZ)作为临床一线用药,发挥广泛抗真菌活性的同时,依然因其水溶性差、注射剂易造成药物积蓄等引起肝肾毒性和头痛腹痛等不良反应受到限制。因此,开发新型ITZ制剂降低不良反应对真菌感染的治疗极具现实意义。本研究通过酰胺反应和希夫碱反应制备了没食子酸-壳聚糖-肉桂醛(gallic acid-chitosan-cinnamaldehyde,GA-CS-CN)两亲性聚合物,采用超声法制备得到载药纳米粒(GA-CS-CN/ITZ),考察其制剂学性质及体外抗真菌活性效果,并通过细胞毒性实验及体外溶血实验初步评价其生物安全性。研究表明,GA-CS-CN/ITZ呈球型、均一稳定,粒径为239.57±31.37 nm,ITZ包封率为(93.41±1.12)%,48 h时的体外药物累计释放达(62.25±1.88)%,且具有良好的生物安全性。Candida albicans ATCC 10231 (***)的抗真菌活性结果表明该纳米粒具有最优的抗白色念珠菌效果,可显著增强游离药物的抗真菌活性。本研究设计制备的GA-CS-CN/ITZ具有优良的抗白色念珠菌效果和生物安全性,为治疗白色念珠菌感染提供了新选择,在治疗该真菌感染方面具有良好的应用潜力。