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2019年 第25卷 第1期    刊出日期：2019-02-28

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精准与转化医学

小鼠非酒精性脂肪性肝炎中线粒体功能的障碍

后文琳, 潘雯, 付思艺, 宋美怡, 王菲

2019, 25(1):  1-9.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2086

摘要 ( 1243 )   HTML ( 188)   PDF (4725KB) ( 209 )  

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[目的] 研究非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis, NASH)中线粒体功能的变化.[方法] C57BL/6小鼠采用胆碱蛋氨酸缺乏(methionine choline deficient, MCD)饮食诱导小鼠NASH模型, 喂食胆碱蛋氨酸充足(methionine choline sufficient, MCS)组作为对照; 4周后, 处死小鼠同时取血清和肝组织. 生化指标检测血清丙氨酸氨基转酶(alanine aminotransferase, ALT)活性、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase, AST)活性、肝组织甘油三酯(triglyceride, TG)、总胆固醇(total cholesterol, TC)水平; 观察肝组织病理学变化; 实时荧光定量聚合酶链式反应(quantificational real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR)检测小鼠肝脏组织中mtDNA/nDNA和nDNA, 以及由线粒体DNA编码的的基因、 线粒体DNA复制相关的基因、与小鼠肝脏中能量代谢相关的基因的表达变化.[结果] 与MCS模型组相比, MCD组ALT, AST, TG水平明显升高, 但TC水平降低; 肝组织变性严重, 产生大量脂肪空泡, 小叶结构破坏严重, 炎细胞浸润明显; MCD模型组线粒体生成能力、能量代谢水平和DNA修复能力显著降低.[结论] 小鼠非酒精性脂肪性肝炎中线粒体功能发生障碍.

miR-19b 通过激活 Akt 信号通路保护心肌细胞凋亡

朱宏文, 喻溥蛟, 许嘉鸿

2019, 25(1):  10-17.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2097

摘要 ( 1504 )   HTML ( 23)   PDF (9403KB) ( 105 )  

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[目的] 基于新生大鼠心肌细胞氧糖剥离再灌注(oxygen glucose deprivation/reperfu-sion, OGD/R)模型, 研究 miR-19b 对心肌细胞凋亡的调控作用, 并初步说明其分子机制.[方法] 采用酶解法提取新生大鼠心肌细胞, 分别转染 miR-19b 模拟物(mimics) 和抑制物 (inhibitor), 然后对细胞进行氧糖剥离再灌注处理, 模拟心肌缺血再灌注损伤过程. 采用末端脱氧核苷酸转移酶介导的三磷酸脱氧尿甘(2'-deoxyuridine 5'-triphosphate, dUTP)缺节末端标记(terminal deoxynucleotidyl transferase (TdT)-mediated dUTP-biotin nick end labeling, TUNEL)法, 检测心肌细胞凋亡. 采用蛋白质免疫印迹法检测凋亡蛋白(Bcl2, Bax 和 Caspase3)以及下游分 子同源磷酸酶-张力蛋白 (phosphatase and tensin homolog, PTEN)和 Akt 的表达.[结果] TUNEL 染色表明, miR-19b mimics 可以明显降低 OGD/R 模型中凋亡心肌细胞比率, 而 miR-19b inhibitor 作用则相反. 蛋白质免疫印迹法检测 Bcl2, Bax 和 Caspase3 的表达变化也与 TUNEL 染色结果一致. miR-19b mimics 可下调 PTEN, 激活 Akt, 而 miR-19b inhibitor 的作用则相反. 同时转染 miR-19b inhibitor 和 PTEN-siRNA 进行功能逆转实验, 发现 PTEN-siRNA 可以逆转 miR-19b inhibitor 对细胞凋亡的促进作用.[结论] miR-19b 可通过下调 PTEN 激活 Akt 信号通路, 保护心肌细胞凋亡.

孕早期血脂水平与子痫前期的相关性

林楠, 顾玮, 华人意, 侯燕燕

2019, 25(1):  18-23.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2045

摘要 ( 903 )   HTML ( 17)   PDF (1486KB) ( 108 )  

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[目的] 探讨孕早期血脂水平与子痫前期发生的相关性.[方法] 选取 2015 年 1 月 1 日至 2015 年 12 月 31 日在上海交通大学医学院附属国际和平 妇幼保健院建卡分娩的子痫前期孕妇 272 例作为研究组, 同时选取同期分娩的健康妊娠孕妇 300 例作为对照组. 检测 2 组孕妇孕 (11+3) 周~(13+6) 周血清总胆固醇(total cholesterol, TC)、甘油三酯(triglyceride, TG)、高密度脂蛋白(high density lipoprotein, HDL)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein, LDL)、载脂蛋白 A(apolipoprotein A, ApoA)、载脂蛋白 B(apolipoprotein B, ApoB)及脂蛋白 a(lipoprotein a, LPa), 计算动脉粥样硬化指数(atherosclerosis index, AI), TC/HDL, TG/HDL, LDL/HDL 及 ApoB/ApoA 并进行比较. 利用受试者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线进行检测指标预测子痫前期评价.[结果] 子痫前期组 TG, LDL, ApoB, AI, TC/HDL, TG/HDL, LDL/HDL 及 ApoB/ApoA 均明显高于正常妊娠组($P\!<\!0.05$). 2 组 TC, LPa, HDL 及 ApoA 无统计学差异($P\!>\!0.05$). ROC曲线确定 TG/HDL 对子痫前期有预测价值($P\!<\!0.05$), 曲线下面积(area under the curve, AUC)为0.843, 最佳临界值为1.49, 灵敏度为 67.7%, 特异度为 91.7%.[结论] 子痫前期患者孕早期存在高血脂异常代谢, TG/HDL对子痫前期发生有预测价值.

研究论文

隧道环境下1.8 GHz无线信道测量与分析

裴欣栋, 尹晓宇, 武艺鸣, 郑国莘

2019, 25(1):  24-34.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1885

摘要 ( 832 )   HTML ( 23)   PDF (11452KB) ( 104 )  

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基于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)技术的地铁长期演进系统(long term evolution-metro, LTE-M)将在下一代城市轨道交通列车控制系统中得以应用. 由于LTE-M工作于1.8 GHz频段, 因此研究在隧道环境下1.8 GHz频段的传播特性非常重要. 利用宽带扩频序列以及虚拟MIMO方法, 测量并分析了隧道内1.8 GHz频段自由天线的路径损耗、均方根(root mean square, RMS)时延、MIMO容量等传播特性. 结果表明: 在隧道环境下1.8 GHz频段的路径损耗因子低于自由空间内的路径损耗因子; 隧道横截面积的变化会影响电磁波的传播特性; MIMO天线阵规模越大, 容量越大; 天线间距的变化会引起MIMO容量的变化.

情景修正与认知重评策略的ERPs

郭城, 李颖洁

2019, 25(1):  35-44.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1900

摘要 ( 1222 )   HTML ( 21)   PDF (3550KB) ( 134 )  

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通过分析事件相关电位, 比较情景修正与认知重评策略对负性情绪刺激加工产生的不同影响. 选取20名大学生分别进行了简单注视负性、简单注视中性、 情景修正负性和认知重评负性图片的实验; 采用国际情绪图片系统的场景图片作为实验刺激材料, 记录头皮脑电. 实验结果表明: 情景修正与认知重评策略在调节负性情绪时都能有效地降低情绪体验; 与简单注视负性相比, 情景修正负性图片对晚期正电位(late positive potential, LPP)的调制作用出现的较早, LPP大约在刺激后800 ms阶段开始显著下降, 并且持续到刺激结束; 相比情景修正策略, 认知重评负性图片对LPP的调制作用出现的相对较晚, 只发生在中期1 600$\sim $3 200 ms阶段. 可见, 情景修正策略是一种有效的情绪调节方式, 与认知重评相比 情景修正策略能够更早地影响到情绪产生的轨迹(emotion-generative trajectory); 进一步丰富情绪调节动态模型可以为情绪调节策略的研究提供一定的参考价值.

隧道环境下车地 LTE-M 系统时变信道仿真

吴慧泽, 郑国莘

2019, 25(1):  45-55.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1893

摘要 ( 805 )   HTML ( 25)   PDF (10836KB) ( 96 )  

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为建设物理信道检测平台以验证 TD-LTE (time division long term evolution) 技术用于轨道交通基于通信的列车控制 (communication based train control, CBTC), 从而实现无线通信的可靠性. 对车地通信信道建模, 并采用时频分析方法研究了在隧道环境下的车地无线时变信道, 特别是列车经过轨旁基站时激烈变化的多普勒效应, 提出了基于乘性扩展因子实现信号多普勒扩展的方法, 建立了适用于射频电路物理实现的信道仿真模型, 并利用射线跟踪法仿真验证了该方法的正确性.

一种基于单目视觉的前方车辆检测算法

陈高攀, 徐美华, 王琪, 郭爱英

2019, 25(1):  56-65.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1889

摘要 ( 1157 )   HTML ( 27)   PDF (18424KB) ( 116 )  

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针对前方车辆检测中遇到的速度和精度问题, 首先对感兴趣区域 (region-of-interest, ROI) 提取中大津阈值 Qtsu 分割方法应用范围的局限性进行了分析, 并考虑累计密度函数 (cumulative-density-function, CDF) 阈值分割方法鲁棒性差的问题, 提出了一种基于人工神经网络 (artificial neural network, ANN) 的方法来拟合阈值分割点, 以提高阈值分割的准确性和鲁棒性, 减少伪 ROI; 其次针对在复杂环境下车辆与背景粘连的问题提出了一种分区域六角分割的方法, 降低 ROI 漏检率; 最后对 ROI 提取 Haar 特征以及用优化的自适应提升 (adaptive boosting, AdaBoost) 对 ROI 进行分类, 得到筛选后的车辆目标. 实验结果表明, 对于分辨率为 640$\times $480 的视频, 系统处理速度可达到 81.3 帧/s, 错误率为 3.8%.

基于多特征融合与树形结构代价聚合的立体匹配算法

郁怀波, 胡越黎, 徐杰

2019, 25(1):  66-74.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1987

摘要 ( 1010 )   HTML ( 21)   PDF (9492KB) ( 85 )  

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针对立体匹配中弱纹理区域和深度不连续区域的匹配精度问题, 提出了一种基于多特征融合的树形结构代价聚合立体匹配算法. 首先, 融合图像颜色、梯度和图像的 Census 变换进行匹配代价计算; 然后, 在由原始图像生成的最小生成树上进行匹配代价聚合, 并使用多方向扫描线优化, 进一步提升立体匹配的精确度; 最后, 使用左右一致性检测标记出误匹配点, 并进行视差修正. 为了验证该算法的有效性, 使用 Middlebury 测试集提供的测试图像进行测试, 平均误匹配率为 6.38%; 分别对 2 种场景实际拍摄图像进行深度信息提取误差率测试, 测试得到 2 种场景的测距误差率分别为 5.76% 和 5.55%, 证明了该算法的实用性.

非刻蚀无钯活化化学镀铜 Kevlar 纤维的制备工艺及性能

高宇芳, 彭雨晴, 孙宁霞, 李爱军, 白瑞成

2019, 25(1):  75-83.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1897

摘要 ( 844 )   HTML ( 22)   PDF (8445KB) ( 79 )  

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表面预处理是制备高性能 Kevlar 纤维的关键技术. 应用一种新颖的"非刻蚀无钯活化"预处理工艺和以二甲氨基硼烷作 为还原剂的化学镀铜体系制备了镀铜 Kevlar 纤维. 采用 X 射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X 射线衍射仪(X-ray diffraction, XRD)和高分辨扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)分析不同处理阶段 Kevlar 纤维的化学组成、晶态结构和表面形貌, 并对镀铜 Kevlar 纤维的结合强度、电学性能、力学性能和热稳定性能进行测试. 结果表明, 通过此新工艺制备的铜层致密平整, 且与基体结合力强, 并具有较好的导电性、力学性能和热稳定性能.

碳基固体酸在生物柴油制备中的应用

张宝华, 许丽瑛, 杞勇, 张慧颖, 吕晓庆

2019, 25(1):  84-94.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1895

摘要 ( 789 )   HTML ( 19)   PDF (11803KB) ( 66 )  

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以对甲苯磺酸和淀粉为原料, 采用一步碳化法制备碳基固体酸催化剂, 并采用正交试验法对碳基固体酸催化餐厨废油酯化反应的最佳工艺条件进行了研究; 在中试规模上以餐厨废油为原料, 以酸碱联用催化的工艺生产制备生物柴油. 结果表明, 酯化反应的最佳工艺条件为反应温度 60 ${^\circ}$C, 反应时间7 h, 催化剂和甲醇用量分别为餐厨废油投入量的4%和30%, 餐厨废油的酸值可降低至1.2 mg KOH/g. 该催化剂具有较好的热稳定性和催化反应活性, 可替代液体酸应用于酸碱联用催化制备生物柴油工艺中, 具有设备成本低、生产效率高、对环境友好的优点.

基于最佳投影识别法的聚全氟乙丙烯生产工艺优化

徐潇, 卢凯亮, 蒋若宁, 赵洪涛, 李军巍, 陆文聪

2019, 25(1):  95-100.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2088

摘要 ( 930 )   HTML ( 19)   PDF (3350KB) ( 68 )  

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企业产品质量和工艺的波动数据中蕴含了生产规律性, 利用数据挖掘方法总结波动数据中的统计规律, 优化控制产品质量, 是企业挖潜增效的有效技术方法; 同时, 企业产品的智能优化需要自动化建模技术. 以聚全氟乙丙烯(fluorinated ethylene propylane, FEP)产品合格率(产品熔融指数分布满足用户指定范围的达标率)为生产优化目标, 在收集生产装置有关工艺数据的基础上, 利用最佳投影识别法自动建立了 FEP 产品熔融指数与其生产工艺参数间的关系, 得到了 FEP 产品的生产工艺优化方案, 并在实际生产中进行实施. 结果显示, 该方案显著提高了 FEP 产品的熔融指数合格率, 以及企业的经济效益.

电子束降解水溶液中磺胺甲噁唑

袁得宝, 邓飞, 毛雯, 赵涛, 胡冕, 吴明红, 徐刚

2019, 25(1):  101-108.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1904

摘要 ( 816 )   HTML ( 26)   PDF (5198KB) ( 125 )  

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磺胺甲噁唑 (sulfamethoxazole, SMX) 是一种被广泛使用的抗菌类药物. 由于传统的污水处理技术很难有效地降解这类废水, 故对电子束这一新型高级氧化技术对磺胺甲噁唑的处理效果以及 不同影响因素对降解的影响进行了实 验研究. 结果表明, 电子束对于磺胺甲噁唑的降解效果较好, 在辐照剂量为 5 kGy 时, 几种质量百分比的目标物几乎被完全降解. 通过计算可知, 目标物的降解遵循假一级动力学方程; 碱性条件和加入适量的双氧水有利于降解; 羟基自由基和水合电子在电子束的降解中起到重要的作用. 用离子色谱仪和液相色谱质谱联用仪 (liquid chromatography-tandem mass spectrometry, LC-MS-MS) 检测磺胺甲噁唑降解后的中间产物, 并通过中间产物提出可能的降解途径.

"双溶剂"浸渍法制备Cu/ZnO/MCM-41催化剂及其在CO$_{\textbf{2}}$加氢中的催化性能

张辰, 廖珮懿, 石志彪, 孙俭, 王慧

2019, 25(1):  109-119.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1903

摘要 ( 1353 )   HTML ( 35)   PDF (19945KB) ( 275 )  

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以"双溶剂"浸渍法制备 Cu/ZnO/MCM-41 催化剂, 考察其在 CO$_{2}$中的催化性能. 结果表明, 浸渍过程中加入适量的乙二醇, 形成"水-乙二醇"双溶剂, 可以促进金属离子进入 MCM-41 载体孔道, 形成较小的金属颗粒并均匀镶嵌在 MCM-41 孔道内. H$_{2}$程序升温还原 (H$_{2}$-temperature program reduction, H$_{2}$-TPR) 具有相对较低的还原温度, 说明还原后催化剂中 Cu 与 ZnO 有较强的相互作用, 并且高度分散. 使用该方法制备的 Cu/ZnO/MCM-41 催化剂在 CO$_{2}$加氢制备甲醇反应中表现出稳定的催化性能. 通过调整负载量控制 Cu 颗粒粒径, 甲醇选择性和产率可达到 64.3% 和 32.8 g$\cdot$(kgcat)$^{-1 }\cdot$h$^{-1}$. 因此, 使用"双溶剂"浸渍法可以促使 MCM-41 载体限制活性组分迁移与烧结, 调控粒径尺寸, 从而得到活性组分高度分散、 性能稳定的 CO$_{2}$加氢制备甲醇催化剂.

边界非完整约束悬臂裂纹梁的静力参数识别

杨骁, 孟哲, 黄瑾

2019, 25(1):  120-131.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1878

摘要 ( 938 )   HTML ( 19)   PDF (6675KB) ( 94 )  

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建立了边界非完整约束悬臂裂纹梁边界支承柔度和裂纹损伤程度的静力参数识别方法. 首先, 将悬臂裂纹梁边界非完整约束等效为竖向和扭转弹簧, 梁中开裂纹等效为内部扭转弹簧, 得到了弹性支承边界悬臂Euler-Bernoulli裂纹梁静力弯曲的显式闭合通解; 其次, 根据弹性支承悬臂裂纹梁的损伤诱导挠度函数和裂纹诱导弦挠度函数是分段线性函数等性质, 给出了边界弹性支承柔度和裂纹损伤程度的计算公式; 最后, 通过数值试验验证了该悬臂裂纹梁边界弹性支承柔度及裂纹损伤程度识别方法的适用性和可靠性, 考察了挠度测量噪声和裂纹深度等对参数识别的影响. 试验结果表明, 随着挠度测量误差的增大, 参数识别误差总体随之增大, 但识别结果仍在可接受的范围内, 因此该方法可用于实际工程中的边界非完整约束悬臂裂纹梁的参数识别.

土工格室加筋砂土试验颗粒流分析

卢少可, 夏小和, 张孟喜, 杨纪芒

2019, 25(1):  132-140.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1929

摘要 ( 1043 )   HTML ( 19)   PDF (9755KB) ( 63 )  

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为了进一步分析土工格室在土体中的加筋作用, 以高强土工格室作为研究对象, 采用室内 3 轴试验和颗粒流模拟的方法, 研究土工格室加筋砂土的特性, 并通过 3 维颗粒流分析程序 (three dimension particle flow code, PFC$^{3\rm D}$) 模拟加筋砂土在不同工况下的应力-应变特性、接触力分布情况、位 移场分布规律等. 结果表明, 用 PFC$^{3\rm D}$ 能够较好地模拟加筋砂土的应力-应变特性; 随着土工格室焊距的增大, 加筋砂土模型的承载力也增大; 土工格室的高度越高, 加筋砂土的承载力越大; 随着围压的升高加筋砂土的承载力也增大. 最后, 分析了在荷载作用下的加筋砂土的位移情况, 得出在土工格室中间及其影响区域内土体颗粒在位移方向排列比较集中和整齐, 且土体颗粒基本上沿着主应力方向, 在土工格室影响区域外围向外扩散.

仓储共享市场中不同目标的共享定价和带有风险参数的服务定价

盖玲, 张菁方

2019, 25(1):  141-154.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.2062

摘要 ( 913 )   HTML ( 22)   PDF (830KB) ( 127 )  

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为探讨仓储共享市场中的仓库租赁和服务定价特征, 基于仓库租用双方都是理性人的假设, 建立一个双边市场动态博弈模型. 考虑仓库拥有者和租用者之间的交互作用, 首先从供需关系角度对仓储共享市场进行分析, 然后分别对共享价格和服务价格特征进行分析. 结果表明, 共享价格具有结构化特征, 对于共享价格拥有者得益最大化定价不低于社会福利最大化定价; 仓储共享市场中一体化服务的发展需要控制风险和降低服务成本, 而市场中租用者的风险偏好类型会影响其得益和拥有者的服务定价范围.

基于成本"粘性"下的投资组合模型

蔡宇欣, 任永平

2019, 25(1):  155-163.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1914

摘要 ( 882 )   HTML ( 21)   PDF (2200KB) ( 263 )  

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均值-方差 (mean variance, MV) 模型及均值-绝对偏差 (mean absolute deviation, MAD) 模型均为早期经典的投资组合模型. 在这 2 类模型的基础上, 考虑上市公司的成本"粘性"特征, 建立了适合现代投资理论的成本"粘性"下的均值-方差 (cost stickiness MV, CSMV) 投资组合模型及成本"粘性"下的均值-绝对偏差 (cost stickiness MAD, CSMAD) 模型. 以中国综合 A 股市场 2004---2015 年各资产的年、月平均收益率为测试样本及 2006---2015 年 各资产的年、月平均收益率为检验样本的实证分析表明, 成本"粘性"下的均值-方差投资组合模型比传统的均值-方差投资组合模型的收益率表现更好, 成本"粘性"下的均值-绝对偏差模型明显优于均值-绝对偏差模型的收益率表现.

梯度有序支架材料诱导神经干细胞的定向迁移

李梦媛, 李晓然, 戴建武, 文铁桥

2019, 25(1):  164-170.  doi:10.12066/j.issn.1007-2861.1894

摘要 ( 808 )   HTML ( 24)   PDF (17299KB) ( 74 )  

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基质细胞衍生因子-1$\alpha $ (stromal-cell-derived factor-1$\alpha$, SDF1$\alpha )$ 在诱导神经干细胞 (neural stem cells, NSCs) 迁移中发挥重要作用. 采用静电纺丝技术制备放射状梯度有序纤维支架材料负载胶原特异结合的 SDF1$\alpha $(collagen-binding domain SDF1$\alpha $, CBD-SDF1$\alpha )$, 针对神经干细胞及神经干细胞球 (neural stem cell sphere, NSCS) 迁移效果的影响进行了研究. 实验结果表明：梯度支架可诱导神经干细胞以及神经干细胞球沿 着有序纤维支架从 CBD-SDF1$\alpha $ 低浓度区域向高浓度区域迁移; 神经干细胞球在 CBD-SDF1$\alpha $ 高浓度区域扩散出的神经干细胞数量和扩散面积比 CBD-SDF1$\alpha $ 低浓度区域显著增加; 神经干细胞球沿着梯度有序纤维方向上呈现极化及定向延伸.