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日本研制“定制骨骼”原理类似打印机
日本科学家正在开展一项根据人体CT检查数据研发人造骨骼的临床试验。如果试验成功,医生可以借鉴这种制造骨骼的方法,在存有患者电子数据的情况下,迅速为患者造出所需骨骼。
法新社近日报道,科学家研发的人造骨骼被命名为CT骨骼。这种人造骨骼以患者的CT设备检查数据为依据,制作原材料为磷酸钙粉末,与人体骨骼成分相同。此外,还需要含80%以上蒸馏水的凝固液。
研究人员说,CT骨骼的精密程度能够与构造复杂的骨骼高度吻合,误差能小于1毫米,这足以为确保医生给患者实施面部手术的成功提供“精确部件”。
CT骨骼的制作原理和喷墨打印机类似。研究人员使用一种由总部位于日本的“Next 21”公司研制的特殊设备将凝固液喷洒在十分之一毫米厚的磷酸钙粉末上,通过利用电脑设计的模型,制成人们预想中的骨骼。
如果不断重复这一制作过程,便可以得到厚度和形状不同的骨骼。例如,喷洒100次后便可得到厚1厘米的CT骨骼。
这一技术与制造工业模具的技术一样。
此前,医生通常通过移植人体骨骼和陶瓷代替品为患者修复或治疗病变的骨骼。但陶瓷骨骼韧性差,医生在临床处理时通常需要“刮”患者骨骼,使植入患者体内的人造骨骼与人体骨骼更加吻合。而CT骨骼能被自身骨骼替换,而传统的人造陶瓷骨骼达不到这一要求。
如果一个人不幸遭遇车祸,只要医院先前存有他骨骼的数据,就可在数小时内造出与他原来骨骼几乎一样的复制品。
研究人员临床试验持续大约两年,涉及10家医院总共70名成年人。东京大学医学院此前已经为10名成年患者移植CT骨骼,临床效果显著。
此外,研究团队正着手研发第二代CT骨骼,这种骨骼包含能促进人造骨骼和人体骨骼融合的成分。高藤说,植入比格犬头颅的第二代CT骨骼试验进展顺利。试验的最终目标是能利用患者身体活细胞制造出骨骼,解决骨骼移植难题。
新材料可吸收可见光中所有能量
一般太阳能电池材料只能捕捉到可见光所有频率中的一小部分,也只能吸收其中的一小部分能量。俄亥俄州立大学的化学家们以及他们的同事利用导电塑料与含有钼和钛金属材料,制备出了一种新的杂化材料。该新材料是第一种能够一次吸收可见光中包含的所有能量的材料。
化学家们在俄亥俄州超级计算机中心通过计算机研究了多种不同的分子构型。然后与国立台湾大学的同事们一起,在液态溶液中合成了该材料的分子,测量了分子吸收的光线频率以及分子中被激活的电子保持自由状态的时间。
他们发现了一些与众不同的地方。这些分子并没有像其他太阳能电池材料一样只是发出荧光,还发出了磷光。两种发光效应都是由材料吸收和释放能量引起的,但是磷光效应能够持续更长时间。
更让人感到惊奇的是,这种新材料释放的电子处于两种不同的能量状态——一种是单重态,另一种是三重态。两种状态对太阳能电池的应用都非常有用,而且三重态所持续的时间要比单重态更久。电子在单重态下保持自由状态的时间约为12皮秒,这与其它太阳能电池材料相比并没有什么不同。但是电子在三重态下能够保持的时间是单重态下的700万倍——约为83微秒。他们将分子沉积在薄膜上,这与实际太阳能电池中的排布类似,此时三重态持续的时间更长,达到了200微秒。
日本科学家正在开展一项根据人体CT检查数据研发人造骨骼的临床试验。如果试验成功,医生可以借鉴这种制造骨骼的方法,在存有患者电子数据的情况下,迅速为患者造出所需骨骼。
法新社近日报道,科学家研发的人造骨骼被命名为CT骨骼。这种人造骨骼以患者的CT设备检查数据为依据,制作原材料为磷酸钙粉末,与人体骨骼成分相同。此外,还需要含80%以上蒸馏水的凝固液。
研究人员说,CT骨骼的精密程度能够与构造复杂的骨骼高度吻合,误差能小于1毫米,这足以为确保医生给患者实施面部手术的成功提供“精确部件”。
CT骨骼的制作原理和喷墨打印机类似。研究人员使用一种由总部位于日本的“Next 21”公司研制的特殊设备将凝固液喷洒在十分之一毫米厚的磷酸钙粉末上,通过利用电脑设计的模型,制成人们预想中的骨骼。
如果不断重复这一制作过程,便可以得到厚度和形状不同的骨骼。例如,喷洒100次后便可得到厚1厘米的CT骨骼。
这一技术与制造工业模具的技术一样。
此前,医生通常通过移植人体骨骼和陶瓷代替品为患者修复或治疗病变的骨骼。但陶瓷骨骼韧性差,医生在临床处理时通常需要“刮”患者骨骼,使植入患者体内的人造骨骼与人体骨骼更加吻合。而CT骨骼能被自身骨骼替换,而传统的人造陶瓷骨骼达不到这一要求。
如果一个人不幸遭遇车祸,只要医院先前存有他骨骼的数据,就可在数小时内造出与他原来骨骼几乎一样的复制品。
研究人员临床试验持续大约两年,涉及10家医院总共70名成年人。东京大学医学院此前已经为10名成年患者移植CT骨骼,临床效果显著。
此外,研究团队正着手研发第二代CT骨骼,这种骨骼包含能促进人造骨骼和人体骨骼融合的成分。高藤说,植入比格犬头颅的第二代CT骨骼试验进展顺利。试验的最终目标是能利用患者身体活细胞制造出骨骼,解决骨骼移植难题。
新材料可吸收可见光中所有能量
一般太阳能电池材料只能捕捉到可见光所有频率中的一小部分,也只能吸收其中的一小部分能量。俄亥俄州立大学的化学家们以及他们的同事利用导电塑料与含有钼和钛金属材料,制备出了一种新的杂化材料。该新材料是第一种能够一次吸收可见光中包含的所有能量的材料。
化学家们在俄亥俄州超级计算机中心通过计算机研究了多种不同的分子构型。然后与国立台湾大学的同事们一起,在液态溶液中合成了该材料的分子,测量了分子吸收的光线频率以及分子中被激活的电子保持自由状态的时间。
他们发现了一些与众不同的地方。这些分子并没有像其他太阳能电池材料一样只是发出荧光,还发出了磷光。两种发光效应都是由材料吸收和释放能量引起的,但是磷光效应能够持续更长时间。
更让人感到惊奇的是,这种新材料释放的电子处于两种不同的能量状态——一种是单重态,另一种是三重态。两种状态对太阳能电池的应用都非常有用,而且三重态所持续的时间要比单重态更久。电子在单重态下保持自由状态的时间约为12皮秒,这与其它太阳能电池材料相比并没有什么不同。但是电子在三重态下能够保持的时间是单重态下的700万倍——约为83微秒。他们将分子沉积在薄膜上,这与实际太阳能电池中的排布类似,此时三重态持续的时间更长,达到了200微秒。