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仿甲殼結構設計的新式輕量金屬疊層材料

科景_96
・2011/02/09 ・750字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 617 ・十年級
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Original publish date:Mar 20, 2005

編輯 HCC 報導

依據三月份的礦物、金屬與材料學會期刊(The Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, JOM),加州聖地牙哥大學Jacobs工學院機械與航空工程系教授Vecchio研發了新式的金屬疊層(laminate)複合材料,可以取代有毒的鈹金屬,應用於航空或裝甲上。

聖地牙哥大學Jacobs工學院進行多項仿生研究,研究人員學習軟體動物甲殼、鳥啄、海膽骨以及其他生物複合材料的結構與功能設計,研發新型智慧材料(smart materials)以及感應器。Vecchio則模仿紅鮑螺(red abalone)堅硬甲殼的內部結構,以疊層方式製造新材料。

新材料主要由鋁合金與鈦合金薄膜經由加壓與加熱過程構成疊層,疊層由像陶質材料一樣硬的鈦鋁介金屬(intermetallic)層與柔軟的鈦合金層構成,鈦鋁(titanium aluminide)化合物的介金屬狀態相當於紅鮑螺甲殼的的硬態碳酸鈣,而鈦合金層則類似紅鮑螺甲殼的蛋白質層。薄層能堆疊成書頁般的厚度,在未加熱定型前,能以需求的外型進行輪廓設計。

新材料合乎環境安全需求,材料勁度與鋼鐵材料相當,密度則僅有鋼鐵材料的一半。Vecchio以每秒900公尺的速度將一根鎢合金重棒射入2公分厚的疊層試片,以測試新材料對彈頭的阻擋能力,鎢合金棒穿透一半的深度即被阻擋下來。

Vecchio另外也做了新材料的振動阻尼研究,薄膜加熱之前,Vecchio切除了疊層薄膜的部分材料,在疊層內製造了一些孔洞,然後填入鋼珠,鋼珠在疊層材料的約束下,在孔洞內可以自由的彈跳,作用如同高效率的振動阻尼器(damper)。除了以鋁合金與鈦合金薄膜熱壓成疊層金屬材料外,Vecchio亦使用釩、鉻、錳、鎳、鈷和鐵金屬薄膜進行疊層製造。於未來的研究進展上,Vecchio認為可以在疊層內部埋入金屬、陶瓷線或纖維,以加強疊層材料強度或充作感應器;或者更可發展成壓電(piezoelectric)材料。

參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

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科景_96
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小孩太早發育不一定好?骨齡檢查真相一次看懂!
careonline_96
・2025/05/14 ・2929字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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為什麼骨齡會超前?兒童內分泌專科醫師圖文解說
圖 / 照護線上

實際案例分享

十歲的小豪骨齡竟然高達十三歲!! 媽媽好擔心小豪會因而長不高,一進診間就著急地要求邱醫師給小豪性早熟的針劑治療,甚至詢問能不能施打生長激素?

然而,經邱醫師詳細理學檢查,小豪當時沒有任何第二性徵,根本還沒開始青春期發育!身高 153 公分(超過第95百分位),體重卻重達 65 公斤(BMI 超過第 99 百分位),屬於肥胖體格。近一年來體重也增加了近 10 公斤! 原來,小豪的骨齡超前是因為肥胖與快速增加體重所致,在接下來四年多的發育過程,小豪很認真地配合醫囑,認真遵循健康的生活型態:充足睡眠、每天運動、均衡健康的飲食,每天量測體重做紀錄並定期回門診追蹤。最後,小豪在完全沒有藥物介入的情形下,國中一年級開始出現第二性徵,國三順利達到 178 公分的成人身高,體重穩定控制在 68 公斤。媽媽這才鬆了一口氣,卸下心中的大石頭。

類似的情節,在兒童內分泌科診室一而再再而三地上演。究竟「骨齡超前」、「骨齡落後」是不是生病?為什麼兒童內分泌科醫師沒有建議我的孩子做藥物治療?

骨齡:評估兒童青少年生長發育的一個重要工具

「骨齡(Bone age)」、「骨骼的年齡」,是根據 1959 年 Greulich and Pyle 及 1976 年 Tanner-Whitehouse 2 method,由左手手掌與手腕的骨骼影像,推測全身骨骼成熟度的一種方法。

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骨齡檢查是診斷兒童生長發育相關疾患與特定內分泌疾患的一項重要依據,如:身材矮小、身高過高、生長遲緩、性早熟、性晚熟、生長激素缺乏等,所以兒童內分泌科醫師常會用骨齡檢查作為診斷參考。

骨齡檢查怎麼做?

骨齡的檢查方法為:將「左手」手掌平放在檢查台,照射低輻射劑量X光,取得清晰的手掌、手腕與遠端尺骨、橈骨影像,再由兒童內分泌科醫師做專業判讀。

骨齡超前與落後的常見原因
圖 / 照護線上

骨齡檢查安全嗎?

骨齡檢查的輻射劑量僅 0.0025 毫西弗,約莫胸部X光的十分之一,是台灣每人每年接受的天然背景輻射劑量 1.62 毫西弗的千分之一點五,而且照射時間短暫,左手掌也不是體內重要的維生器官,只要遵循醫師醫囑之檢查頻率,基本上是安全的。

骨齡影像可以提供那些資訊?

兒童內分泌科醫師會根據左手手掌與手腕的影像,仔細查看每一塊骨頭的大小、形狀、每一個生長板的空隙大小,判斷骨齡。專業的兒童內分泌科醫師會再根據實際生理年齡與伴隨的生長發育趨勢做整體評估,並藉此推估孩子未來的成人身高。

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此外,邱醫師也會在骨齡的影像上特別留意是否合併其他骨骼異常的表現,如佝僂症、透納氏症、SHOX基因突變、Albright遺傳性骨發育不全症(Albright hereditary osteodystrophy)等,這些疾病也會造成兒童身材矮小與生長遲緩。

骨齡不是性早熟的唯一診斷標準,骨齡超前也不等於性早熟!

爸爸媽媽常常因為孩子骨齡大於實際年齡而焦慮緊張,擔心孩子性早熟而要求接受藥物的治療,其實多數這樣的孩子是處在正常年齡開始青春期發育,不僅沒有性早熟,也有不錯的身高潛力,所以只需要定期門診追蹤,維持健康的生活型態,往往就能達到符合遺傳條件,甚至更好的成人身高唷!

影響骨齡大小的因素有哪些?

骨骼的成熟受到許多因素的影響,如:營養狀態、遺傳體質、青春期發育、甲狀腺功能、生長激素、皮質醇、藥物等。

青春期階段,由於性荷爾蒙濃度逐漸上升,並間接刺激生長激素的分泌增加,因此,大多數青春期的孩子身高明顯長得比先前快。但隨著性荷爾蒙濃度愈來愈高,同時也會加速骨骼成熟、促進生長板閉合,一旦所有生長板都閉合,也就決定了最終的成人身高。

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骨齡超前可能影響成人身高
圖 / 照護線上

臨床上常見孩子進入青春期後,骨齡開始有明顯加速的現象,但此時也常伴隨相對應的身高生長速度,倘若身高符合骨齡該有的表現,孩子的成人身高就不會受到影響。換句話說,骨齡超前不等於性早熟! 骨齡超前不等於性早熟!!骨齡超前不等於性早熟!!!

然而,有些孩子在不該發育的年齡即出現第二性徵,如:女孩未足八歲出現乳房、陰毛發育,未足十歲來初經;男孩未足九歲出現睪丸、陰莖、陰毛發育。這樣的孩子倘若又合併長高速度明顯增加、骨齡超前於實際年齡兩歲以上,就會高度懷疑是「性早熟」,兒童內分泌科醫師將進一步安排相關的荷爾蒙檢查來確認診斷,並在必要時給予藥物治療。

造成骨齡超前的常見原因有:青春期發育、肥胖、遺傳、環境荷爾蒙的暴露、甲狀腺亢進等。相反的,導致骨齡落後的常見原因有:營養不良、體質性生長遲緩、甲狀腺功能低下、全身系統性慢性疾病、特殊藥物使用等。

肥胖、油炸飲食,是讓孩子骨齡超前的真兇

肥胖兒童由於脂肪細胞瘦體素、性荷爾蒙、生長因子以及相對胰島素阻抗等複雜因素造成骨齡容易快速進展,最終導致青春期前看起來高高胖胖,但青春期過程中骨齡進展得更為明顯,反倒長高速度明顯趨緩,最終因為成長時間受限而無法達到理想成人身高! 所以,小時候養得胖胖的,長大不但不會抽高,還會沒時間長高!!!!

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另外,也有一些影響兒童生長的問題或疾病,如:透納氏症,在進入青春期以前骨齡檢查也會符合實際生理年齡。因此,骨齡等同於生理年齡也不代表孩子一定健康沒生病!還是必須經過專業的兒童內分泌科醫師整體評估。

骨齡不是單獨判斷標準,還得看整體生長趨勢

專業的兒童內分泌科醫師會根據孩子的年齡、身高、體重、身體質量指數(BMI)、營養狀態、潛在疾病、青春期發育的成熟度,綜合判斷骨齡是否符合整體表現。孩子的「生長趨勢」與「骨齡變化」都是很重要的診斷依據,大多數的孩子只要落實健康的生活習慣(飲食、行為治療),都可以順利長高。藥物治療介入與否須由專業醫師針對個別孩子的問題做綜合判斷。

圖 / 照護線上
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胃鏡進場、無需開刀!訂書針縫胃手術縫出健康胃
careonline_96
・2025/05/09 ・2380字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖 / 照護線上

「有位二十多歲的女士,在生產後合併壓力性肥胖,進食量真的很大。」新悅美型醫學診所院長劉家嘉醫師表示,「因為健康檢查顯示有脂肪肝,且肝功能及膽固醇偏高,再加上大食量,自己藉由飲食和運動的效果一直很有限,所以讓她決心積極尋找醫學方式來治療她的肥胖問題。

經過詳細和病患討論後,她決定接受訂書針縫胃手術,利用胃鏡於胃內進行胃部體積縮小,幫助減少進食量。劉家嘉醫師說,術後不久,她已減少了 14 公斤,肝功能已恢復正常,目前仍持續追蹤與控制中,相信3個月即可順利達到理想體重。」

肥胖可能導致很多併發症,包括糖尿病、高血壓、高血脂、脂肪肝、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、性功能障礙、不孕、膝關節退化等,而且還會增加罹患乳癌、大腸癌等多種癌症的風險。此外,肥胖會增加日後發生憂鬱症之風險,憂鬱症本身也會增加肥胖的發生率。建議肥胖者應減重,改善其憂鬱情緒及增加憂鬱症之緩解率[1]

積極減重幫助減少肥胖併發症
圖 / 照護線上

台灣 2017-2020 年「國民營養健康狀況變遷調查」顯示 18 歲以上成人過重及肥胖盛行率攀升至 50.3%[2]。透過醫療專業介入,積極減重能夠減少許多的併發症。劉家嘉醫師表示,首先要仔細找出造成肥胖的原因,並搭配營養調整、適度運動。如果無法藉由飲食、運動有效減重,可能就要考慮使用藥物、胃鏡減重手術、外科減重手術等方式。

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劉家嘉醫師說,利用胃鏡進行減重手術的方法有幾種,包含胃內肉毒注射治療,胃內水球植入術、訂書針縫胃手術、胃鏡縫胃(又稱內視鏡袖狀胃成形術,或者無痕胃拉提,或者胃鏡縮胃,英文簡稱 ESG)等。因為每人肥胖成因不同,劉家嘉醫師建議,一定要先了解病患肥胖的原因並進行完整的術前檢查,排除不適合的禁忌症族群,選擇適合的治療方式,效果最佳。

訂書針縫胃手術、內視鏡袖狀胃成形術ESG此兩種方式,是利用特殊器械套在胃鏡上,從患者嘴巴進到胃裡,無皮膚傷口,從胃內進行縫合,縮小胃容量。訂書針縫胃手術是以類似訂書針的方式固定胃壁,胃鏡縫胃(無痕胃拉提)是以類似縫束的方式縫合胃壁。劉家嘉醫師說,此兩種手術的器械與手術方法不同,因此也適用於不同的族群。

訂書針縫胃手術步驟解析

訂書針縫胃手術會在全身麻醉下進行,醫師操作一套特殊的手術平臺 IOP,將器械送入胃內進行縫合。劉家嘉醫師解釋,首先會利用一支大組織夾抓取欲縫合的胃壁組織,然後再利用特殊針頭穿線並使用鈦鎳合金的金屬板(稱為 snowshoe 雪靴)扣住,有點類似「訂書針」概念,將欲縫合的胃壁組織固定在一起,進而有效縮小胃部容量。

訂書針縫胃手術步驟解析
圖 / 照護線上

醫師會重複上述動作,一處一處把胃壁組織訂起來。劉家嘉醫師說,依照亞洲患者的體型,平均大約使用 6 至 8 組 snowshoes 固定板即可完成縮小胃部容積,此手術通常可在 30 分鐘內完成,待麻醉恢復後,患者便可恢復正常的活動。術後的飲食會從清流質開始,再逐步進入低渣飲食、一般食物。由於胃部仍有細微傷口,請務必依照指示服藥。

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接受訂書針縫胃手術後,胃容積可縮小 50% 至 70%,幫助患者減少食量。劉家嘉醫師說,根據研究,若能搭配飲食、運動,醫學研究顯示術後一年約可降低總體重的 18%~20%。

訂書針縫胃特點解析
圖 / 照護線上

「訂書針縫胃手術不會切除胃部,不會在體表留下傷口,疼痛較少,恢復期較短,且可顯著減少胃容量,幫助食量較大的患者控制飲食。」劉家嘉醫師說,「術後患者一定要做好飲食控制、規律運動,才能達到最佳的減重成效,並避免復胖!」

筆記重點整理

  • 肥胖可能導致很多併發症,包括糖尿病、高血壓、高血脂、脂肪肝、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、性功能障礙、不孕、關節退化等,而且還會增加罹患乳癌、大腸癌等多種癌症的風險。
  • 透過醫療專業介入,積極減重能夠減少許多的併發症。要仔細找出造成肥胖的原因,並搭配營養調整、適度運動。如果無法藉由飲食、運動有效減重,可能就要考慮使用藥物、胃鏡減重手術、外科減重手術等方式。
  • 訂書針縫胃手術會在全身麻醉下進行,醫師操作一套特殊的手術平臺,將器械送入胃內進行縫合。訂書針縫胃手術不會切除胃部,不會在體表留下傷口,疼痛較少,恢復期較短。
  • 接受訂書針縫胃手術後,胃容積可縮小 50% 至 70%,幫助患者減少食量。根據研究,若能搭配飲食、運動,術後一年約可降低總體重的 18%~20%。
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月子中心群聚風險高!一人感染呼吸道融合病毒(RSV)可傳五人,寶寶最危險
careonline_96
・2025/05/07 ・2274字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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圖 / 照護線上

「年紀越小,感染病毒與併發重症的風險就越高!尤其是未滿六個月前的嬰兒」台中榮民總醫院兒科主任陳伯彥醫師表示,對新生嬰幼兒來說,因為免疫系統尚在發育,容易受到各種病毒的威脅。在後疫情時代,群聚感染更是需要慎重看待的議題。

群聚感染指的是在同一環境中,至少有兩名或以上人員先後出現相似症狀或感染同一病原,這容易造成病毒快速且具規模的傳播,常發生於月子中心等產後護理之家、幼兒園、長照機構等場所。陳伯彥醫師提到,現在很多產後護理機構都美輪美奐,重視舒適環境與設備,有許多共用空間與團康活動。但因為人流複雜、若陪伴探望家屬有輕微症狀、家中有大寶等都可能讓病毒入侵,若無妥善做到分區照護與管控,群聚感染就很容易爆發。

嬰幼兒最常見感染病毒RSV 傳染力極高

常見的嬰幼兒群聚感染病毒包括呼吸道融合病毒、COVID-19、流感病毒、腸病毒、輪狀病毒、流行性腦脊髓膜炎等。其中以呼吸道融合病毒(Respiratory syncytial virus, RSV)最為常見。陳伯彥醫師表示,研究統計資料表示,約九成嬰幼兒在2歲前都有感染過 RSV,因 RSV 具有高度傳染性,一名感染者可傳染給五位,主要透過飛沫與接觸等方式傳染。從觀察來看,台灣一年四季都有案例,其中在夏秋兩季達到高峰,四、五月雨季也會多一些。

嬰幼兒慎防呼吸道融合病毒
圖 / 照護線上

RSV 無終生免疫 嬰幼兒重症嚴重恐致命 

陳伯彥醫師指出,每個人都可能感染 RSV,不過兩歲以下的嬰幼兒、早產兒與慢性肺病、先天性心臟等高風險族群更容易因感染併發急重症,住院比例很高。特別是感染 RSV 後也不會產生終生免疫,仍有機會再次感染。

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感染 RSV 的常見初期症狀包括鼻塞、咳嗽、喉嚨痛、發燒等。因嬰幼兒的氣管細小,容易因為 RSV 感染而堵塞,造成嬰幼兒出現喘鳴、發出咻咻聲、呼吸急促甚至呼吸窘迫、發紺等情況。RSV 潛伏期約3天,病程進展快速,從像感冒的症狀演變成重症不到一週,容易導致下呼吸道感染,發展成細支氣管炎、肺炎等嚴重併發症,若心肺功能較差,還會危及生命。部分患者可能出現續發性的細菌感染或中耳炎,讓整個住院治療時間拖更長,短則十天,嚴重者甚至要在加護病房接受插管治療,治療期間可能長達兩週以上。

對於 RSV 感染後的治療,陳伯彥醫師表示,考量到嬰兒身體發育狀況,擴張劑、類固醇、與抗生素這些治療方式都不建議使用,主要採取支持性療法,給予氧氣、補充水分及營養,慢慢對抗病毒。「因為RSV沒有特效藥來專門治療,目前的防治策略是大力呼籲預防勝於治療。」

呼吸道融合病毒預防勝於治療
圖 / 照護線上

由於成人在感染 RSV 後的症狀較輕微,可能在不知不覺中將病毒傳染給嬰幼兒。建議家長、照顧者要戴口罩、勤洗手,特別是嬰幼兒容易有唾液、鼻涕沾附物體,環境加強消毒非常重要,也可檢視托嬰機構是否有做好消毒與分區照護控制管理。另一方面,可以選擇替嬰幼兒施打單株抗體。陳伯彥醫師說明,目前尚無嬰幼兒使用的 RSV 疫苗,單株抗體與疫苗不同,是直接打抗體到身體提供保護。雖然保護期比起疫苗透過抗原產生的自發抗體較短,但對於容易受到急重症威脅的嬰幼兒是非常重要的有效防護措施。

呼吸道融合病毒預防重點提醒
圖 / 照護線上

群聚感染高風險環境 接種單株抗體保護嬰幼兒

目前除了針對早產兒、慢性肺病、先天性心臟病等高風險族群,有健保的短效型單株抗體之外,也已有可適用於一般嬰幼兒的自費長效型單株抗體,單次施打提供六個月以上的保護力,可以在嬰幼兒免疫系統發育期給予及時支援。根據臨床數據,健康嬰兒施打長效型單株抗體後,可減少併發重症,並降低八成住院率,家長也免於工作請假日夜看顧,大幅減輕照護壓力和經濟負擔。

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陳伯彥醫師表示,國外會在明顯的 RSV 流行季來臨前替嬰幼兒接種。但台灣無顯著的流行季,且考量 RSV 的高傳染性與後續健康威脅,建議高風險族群一定要盡早施打。此外,父母送嬰幼兒送到月子中心或托嬰機構等群聚感染高風險的場所之前,都可以考慮接種單株抗體,以降低感染與重症的風險。萬一不幸發生 RSV 群聚感染,也可以盡快施打,能快速產生肺部保護性抗體,降低急重症產生。

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