珠江视界 | 每月好文NO.8(上)-国内麻醉学科文摘
译者按
南方医科大学珠江医院麻醉科《珠江视界》翻译小组每月通过主题词检索,从PubMed与Web of Science等检索引擎,筛选出近期国内麻醉学科所发表的高质量SCI文献与研究成果,进行摘要导读的同时通过《新青年麻醉论坛》珠江视界专栏以每月好文的方式向全国同道推介。
本期《珠江视界-每月好文》节选2021年11月11日至12月10日发表的部分文章,本月内容分为上、下两部分推送。第一部分研究来自复旦大学附属眼耳鼻喉科医院,济南大学妇幼保健院、郑州大学第一附属医院、福建省立医院麻醉科等,内容涵盖围术期电子数据自动化机器学习建立模型预测术后谵妄、有机二氧化硅纳米局麻药运载系统的研发、利多卡因聚合物水凝胶的简易设计、mTOR介导的海马自噬参与糖尿病大鼠围手术期神经认知障碍等方面内容。
每月好文(2021.11.11-12.10):
1.Xiao- Yi Hu, He Liu, Xue Zhao, et al. Automated machine learning- based model predicts postoperative delirium using readily extractable perioperative collected electronic data. CNS Neurosci Ther. 2021;00:1-11. (PMID: 34792857)
【题目】基于围术期电子数据自动化机器学习所构建的术后谵妄预测模型
【通讯作者】韩元复旦大学附属眼耳鼻喉科医院麻醉科;曹君利徐州医科大学附属医院麻醉科
【第一作者】Xiao- Yi Hu徐州医科大学附属医院麻醉科;He Liu浙江大学医学院附属湖州医院麻醉科
【摘要】目的:术后谵妄(POD)是一种常见的术后并发症,与不良预后相关。因此,寻找能快速识别POD高危患者的有效方法至关重要。基于自动化机器的学习算法并创建全自动评分可能是一种快速预测POD发生率的方法。
材料和方法:这是一项观察性研究的二次分析,总共纳入了531名接受全身麻醉的手术患者。使用绝对收敛和选择算子(LASSO)筛选与POD相关的基本特征。最后,利用8个特征(年龄、术中失血量、麻醉持续时间、拔管时间、入住重症监护病房 、简易精神状态检查表、Charlson合并症指数 、术后中性粒细胞与淋巴细胞比值)建立模型。在训练集(70%的参与者)中构建了四个模型,包括逻辑回归,随机森林,极端梯度增强树和支持向量机,并在剩余的测试样本(30%的参与者)中进行了评价。采用多元logistic回归分析进一步探讨POD的独立危险因素。
结果:发现模型1(逻辑回归模型)在测试数据方面优于其他分类器模型(曲线下面积为80.44%,95%置信区间 为72.24%-88.64%),并达到了最低的Brier评分。这些变量包括年龄(OR=1.054,95%CI:1.017~1.093)、拔管时间(OR=1.027,95%CI:1.012~1.044)、入住ICU(OR=2.238,95%CI: 1.313~3.793)、MMSE(OR=0.929,95%CI:0.876~0.984)、CCI(OR = 1.197,95%CI:1.038~1.384)和术后NLR(OR = 1.029,95%CI:1.002~1.057),以上变量是该研究中POD的独立危险因素。
结论:我们构建并验证了一种高性能算法,以预测患者在围手术期POD的风险变化程度,从而做出合理的治疗选择。
2.Zhaohui Liu, Yan Li, Chunlei Li, et al. Delivery of coenzyme Q10 with mitochondria-targeted nanocarrier attenuates renal ischemia-reperfusion injury in mice. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl 2021 Dec;131:112536. (PMID: 34857313)
【题目】以线粒体为靶点的纳米载体传递辅酶Q10减轻小鼠肾缺血再灌注损伤
【通讯作者】刘朝辉天津医科大学沧州市中心医院麻醉科
【第一作者】刘朝辉天津医科大学沧州市中心医院麻醉科
【摘要】缺血再灌注 (I/R) 损伤导致高发病率、死亡率和医疗费用。I/R 通过加重线粒体损伤和增加炎症和氧化反应导致急性肾损伤。于是我们开发了用于肾脏 I/R动物模型治疗的辅酶 Q10 (CoQ10)线粒体靶向纳米载体。采用ABC miktoarm 聚合物法合成线粒体靶向 TPP CoQ10 纳米颗粒 (T-NPCoQ10) ,并通过动态光散射 (DLS) 和透射电子显微镜 (TEM) 对其进行表征。建立 I/R 小鼠模型和氧-葡萄糖剥夺/再灌注 (D/R) 模型,检测 T-NPCoQ10 对肾脏 I/R 的作用。在 I/R 损伤小鼠中测量线粒体 DNA 损伤、细胞凋亡和炎症细胞因子。检测血浆肌酐、尿素氮、肾小管损伤评分评估肾功能。T-NPCoQ10纳米颗粒可以精确而有效地传递到肾脏线粒体。T-NPCoQ10 的应用显著减轻细胞和动物模型中的氧化损伤,减轻线粒体DNA 损伤,抑制炎症和细胞凋亡反应,改善肾功能。线粒体特异性 CoQ10 的传递为保护 I/R 诱导的肾损伤的炎症和氧化反应提供了一种宝贵而有效的方法。
3.Rongqin Qi , Wei Liu , Duanyu Wang , et al. Development of local anesthetic drug delivery system by administration of organo-silica nanoformulations under ultrasound stimuli: in vitro and in vivo investigations. Drug Delivery, 2021, VOL. 28, NO. 1, 54-62 (PMID: 33342323)
【题目】超声激活有机二氧化硅纳米局麻药运载系统的研发:离体和在体研究
【通讯作者】元海燕济南市妇幼保健院麻醉科
【第一作者】齐荣芹济南市妇幼保健院麻醉科;刘伟 济南市妇幼保健院麻醉科
【摘要】局部麻醉药(LA)是可用于疼痛管理的可逆性阻断人类周围神经传导的商品化药物。罗哌卡因(RV)是最常用于术后疼痛管理的LA s之一,具有长效和低毒的特点。在这项工作中,我们探讨了糖基化壳聚糖(GCS)包覆介孔二氧化硅纳米颗粒(GCS MONPs)的纳米支架的新设计和开发,以实现大剂量RV的持续分布和以控制/支持模式到达靶向位点,并且可通过体外超声激活以释放有效载荷并按需产生可靠的镇痛效能。结构和形态分析结果表明,成功制备的RV纳米制剂具有球型结构和分子间相互作用。超声激活的纳米结构的药物释放曲线在2h内达到50%的药物释放,在12h达到90%的药物释放,与游离RV溶液相比,其释放更为可控。体外细胞相容性分析显示,与其他样品相比,由于其多孔表面和合适的生物高聚物比例,由GCS-MONPs搭载的RV提高了神经元细胞存活率。体外和体内镇痛分析表明,经治疗的动物模型与GCS -MONPs@RV有高相容性,这个结论也在组织形态学中得到证实。基于MONPs的超声辐照制剂,为治疗临床严重疼痛提供了一种可靠的前瞻性技术。
4.Qin Zhang, Xiaoming Liu, Qian Hu, et al. Dexmedetomidine inhibits mitochondria damage and apoptosis of enteric glial cells in experimental intestinal ischemia/reperfusion injury via SIRT3-dependent PINK1/HDAC3/p53 pathway. J Transl Med, 2021; 19: 463. PMID: 34772407
【题目】右美托咪定通过SIRT3依赖的PINK1/HDAC3/p53通路抑制实验性肠缺血/再灌注损伤中的线粒体损伤和肠胶质细胞凋亡
【通讯作者】张学康南昌大学第一附属医院麻醉科
【第一作者】Qin Zhang南昌大学第一附属医院麻醉科
【摘要】背景:肠缺血/再灌注(I/R)损伤通常发生在围手术期,在全球范围内有高发病率和死亡率。右美托咪定(Dex)是一种选择性α2-激动剂,因其镇痛作用在围手术期经常被使用;然而,其对肠道I/R损伤的保护作用和潜在的分子机制尚不清楚。
方法:为了填补这一空白,我们在肠I/R损伤的大鼠模型和由肿瘤坏死因子-α(TNF-α)以及干扰素-γ(IFN-γ)刺激诱导的炎症细胞模型中检测了Dex对I/R损伤的保护作用。
结果:我们的数据表明,Dex对大鼠肠I/R损伤具有保护作用。在炎症细胞模型中,还发现Dex可以促进线粒体自噬并抑制肠胶质细胞(EGCs)的凋亡。PINK1通过促进HDAC3的磷酸化而下调p53的表达。进一步的研究表明,Dex在实验诱导的大鼠肠道I/R损伤模型中提供保护作用,同时在炎症细胞模型中通过SIRT3介导的PINK1/HDAC3/p53途径,增强线粒体自噬功能,抑制EGCs凋亡。
结论:我们的发现为Dex对肠I/R损伤的保护作用及其涉及SIRT3/PINK1/HDAC3/p53轴的潜在机制提供了证据。
5.Yan Li, Erxian Zhao, Li Li, et al. Facile design of lidocaine-loaded polymeric hydrogel to persuade effects of local anesthesia drug delivery system: complete in vitro and in vivo toxicity analyses. Drug Deliv. 2021; 28(1): 1080–1092. (PMID: 34114924)
【题目】一种利多卡因聚合物水凝胶的简易设计以证明局部麻醉给药系统的效果:完整的体外和体内毒性分析
【通讯作者】Wei Zhang郑州大学第一附属医院麻醉科
【第一作者】Yan Li郑州大学第一附属医院麻醉科
【摘要】本研究的主要目的是开发新的、高效的给药囊泡系统,以便于局部麻醉药盐酸利多卡因(LDC)的持续给药,利用共聚物水凝胶与四羟基硼酸酯(COP–THB)的新组合以提高生物活性和治疗潜力。为了支持这一观点,我们研究了候选配方的物理力学性能、流变特性和成分释放。对含有COP–THB的LDC的优化配方(最高浓度为1.5%w/w)进行药物结晶评估。制备的COP–THB水凝胶的生物相容性在L929成纤维细胞系上表现出很强的细胞存活率(96%)和生长相容性,并通过MTT法和显微镜观察证实了这一点。COP–THB水凝胶的释放模式与COP–THB/LDC水凝胶的释放模式不同,不同点在于其缓释率和较低的累积释放百分比。通过使用小鼠模型,在体内评估了经处理样品的麻醉效果和毒性。此外,COP–THB/LDC水凝胶可显著抑制小鼠模型体内肿瘤生长,并有效降低其体内毒性。药理学评价表明,LDC在COP–THB水凝胶中的包埋延长了其麻醉作用,具有良好的体外和体内相容性。这种新颖的设计理论上可用于局部麻醉剂控释的研究,有一定前景。
6.Jiacen Li, Qingcui Zeng, Wenjie Su, et al. FBXO10 prevents chronic unpredictable stress-induced behavioral despair and cognitive impairment through promoting RAGE degradation. CNS Neurosci Ther, 2021 Dec;27(12):1504-1517. PMID:34492157.
【题目】FBXO10通过降低RAGE水平来预防慢性不可预测性应激所诱导的绝望性行为和认知障碍
【通讯作者】谢敏中国电子科技大学四川省人民医院麻醉科中国科学院四川省转化医学研究医院;毛蕾中国电子科技大学四川省人民医院麻醉科 中国科学院四川省转化医学研究医院
【第一作者】Jiacen Li中国电子科技大学四川省人民医院麻醉科中国科学院四川省转化医学研究医院;Qingcui Zeng中国科学院四川省转化医学研究医院 中国电子科技大学四川省人民医院老年重症监护病房
【摘要】背景:抑郁症是世界范围内致残的主要原因之一。晚期糖基化终产物受体(RAGE)与慢性应激密切相关,是F-box蛋白O10(FBXO10)的靶点,FBXO10可通过泛素化使得RAGE水平下降。我们探讨了FBXO10和RAGE在慢性不可预测性应激(CUS)诱导的绝望性行为、认知障碍、神经炎症和小胶质细胞极化中的作用。
方法:使用雄性C57BL/6小鼠,在内侧前额叶皮质(PFC)注射或不注射病毒后进行CUS模型建立。利用强迫游泳试验、蔗糖消耗试验、新环境进食抑制试验和时间物体再认任务等评估小鼠的绝望性行为和认知障碍。酶联免疫吸附法检测PFC中促炎细胞因子和脑源性神经营养因子(BDNF)的水平。免疫荧光和免疫组织化学染色观察PFC中小胶质细胞的活化和形态变化。建立LPS诱导的小胶质细胞模型,探讨FBXO10/RAGE轴对体外对小胶质细胞极化的影响。
结果:在BV2细胞中,FBXO10通过泛素化降低RAGE水平。在CUS小鼠中,FBXO10蛋白水平降低,同时RAGE蛋白水平升高。FBXO10过表达或RAGE基因敲除可以抑制促炎细胞因子的释放,同时促进BDNF的表达,进而减轻小鼠CUS暴露所致的抑郁样行为和认知损害行为,并影响了CUS诱导的小胶质细胞极化。FBXO10/RAGE轴在体外促进小胶质细胞从M1型向M2型极化。此外,p38MAPK和NF-κΒ被证实是FBXO10/RAGE轴的下游因子。
结论:使用FBXO10可预防CUS诱导的绝望性行为、认知障碍、神经炎症和小胶质细胞极化。
7.Lian Liu, Quan Cao, Wenwei Gao, et al, Metabolic reprogramming mediates hippocampal microglial M1 polarization in response to surgical trauma causing perioperative neurocognitive disorders. FASEB J, 2021 Dec;35(12):e22040. PMID:34800293.
【题目】褪黑素通过SIRT1-BMAL1途径增强自噬功能以减轻糖尿病小鼠脑缺血再灌注损伤
【通讯作者】赵博武汉大学人民医院麻醉科
【第一作者】Lian Liu武汉大学人民医院麻醉科;Quan Cao武汉大学人民医院超声影像科
【摘要】糖尿病患者的大脑更容易受到缺血再灌注损伤的影响。现有研究证明褪黑素对非糖尿病小鼠脑卒中模型的缺血再灌注损伤有保护作用,但其在糖尿病小鼠脑缺血再灌注损伤中的作用及其机制尚不清楚。使用褪黑素处理链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠和高糖培养的HT22细胞,分别在使用或使用自噬抑制剂3-甲基腺嘌呤(3-MA)和特异性沉默信息调节因子1(SIRT1)抑制剂EX527的情况下,进行缺血再灌注(CIR)或细胞氧糖剥夺/再灌注手术。我们发现与非糖尿病小鼠相比,糖尿病小鼠在CIR后出现更严重的脑损伤,细胞凋亡和氧化应激增加,自噬功能缺陷。使用褪黑素治疗可改善组织学损伤、神经功能结果和脑梗死范围。有趣的是,褪黑素显著提高了细胞存活率以及抗氧化和抗凋亡能力,并显著增强自噬。然而,这些作用在很大程度上被3-MA或EX527所减弱。此外,我们的细胞实验表明,褪黑素以剂量依赖的方式增加SIRT1-BMAL1通路相关蛋白的表达。这些结果表明褪黑素治疗对糖尿病小鼠脑缺血再灌注损伤有保护作用,这可能是通过SIRT1-BMAL1途径介导的自噬增强实现的。
8.Gang Luo, Xiaofeng Wang, Yongchen Cui, et al, Metabolic reprogramming mediates hippocampal microglial M1 polarization in response to surgical trauma causing perioperative neurocognitive disorders. J Neuroinflammation, 2021 Nov 13;18(1):267. PMID:34774071.
【题目】代谢重编码介导海马小胶质细胞M1极化响应手术创伤引起的围术期神经认知障碍
【通讯作者】Zhe Zhao上海交通大学附属第六人民医院老年病科;张俊峰上海交通大学附属第六人民医院麻醉科
【第一作者】Gang Luo,Xiaofeng Wang,Yongchen Cui上海交通大学附属第六人民医院麻醉科
【摘要】背景:小胶质细胞向促炎性M1型的分化是围手术期神经认知障碍(PNDs)发生的主要原因。代谢重编码在调节小胶质细胞极化中起着重要作用。因此,我们假设手术创伤可以通过代谢重编码介导小胶质细胞向M1型极化,从而诱导海马神经炎症和随后的认知功能障碍。
方法:我们使用老龄小鼠建立PNDS模型,利用PET/CT和GC/TOF-MS代谢组学分析方法确认手术创伤是否诱导海马代谢重编程。然后,我们在术后3d测定糖酵解抑制剂2-脱氧-d-葡萄糖(2-DG)对海马小胶质细胞M1型极化、神经炎症和认知功能的影响。
结果:我们发现手术组的情景相关冻结时间明显少于对照组和麻醉组(P<0.05),而音调相关冻结时间无显著性差异(P>0.05)。手术组小鼠海马Iba-1荧光强度明显高于对照组(P<0.05),同时伴有小胶质细胞形态的活化改变和小胶质细胞中iNOS/CD86(M1标志物)表达增加(P<0.05)。PET/CT和代谢组学分析表明,手术创伤引起了海马从氧化磷酸化到糖酵解的代谢重编码,2-DG抑制糖酵解可显著减弱手术创伤引起的M1型小胶质细胞(CD86+CD206−)数量和海马区促炎介质(IL-1、β和IL-6)的表达。此外,2-DG抑制糖酵解可改善手术创伤引起的海马依赖性认知功能障碍。
结论:在PNDs中代谢重编程是调节海马小胶质细胞向M1型极化和神经炎症的关键步骤。调控小胶质细胞代谢可能是治疗PNDs的潜在治疗方法。
9.Liu Zhenzhen, Leng Wenting, Zhang Jianmin, et al. miR-146a-5p/TXNIP axis attenuates intestinal ischemia-reperfusion injury by inhibiting autophagy via the PRKAA/mTOR signaling pathway. Biochem Pharmacol, 2021 Nov 11;114839. PMID: 34774846
【题目】miR-146a-5p/TXNIP轴通过PRKAA/mTOR信号通路抑制自噬减轻肠缺血再灌注损伤
【通讯作者】冷玉芳兰州大学第一医院麻醉科
【第一作者】Liu Zhenzhen兰州大学第一临床医学院;Leng Wenting兰州大学第二临床医学院
【摘要】研究表明,自噬是肠缺血-再灌注(I/R)损伤的重要调节因素,但其确切作用仍存在争议。新的证据表明,miR-146a-5p参与了I/R损伤的发生和发展,但其在肠道I/R损伤中的作用尚不清楚。本研究建立了肠道I/R小鼠模型和氧葡萄糖剥夺/复氧(OGD/R)Caco-2细胞模型,发现自噬增加并导致了I/R和OGD/R诱导的肠道损伤和细胞死亡。此外,在I/R和OGD/R模型中,miR-146a-5p表达水平降低,同时TXNIP表达升高。通过用miR-146a-5p抑制剂或模拟物转染细胞,我们观察到miR-146a-5p通过靶向TXNIP抑制OGD/R期间的自噬;双荧光素酶报告基因检测证实了这一现象。此外,通过基因过表达和敲除细胞株,我们确定TXNIP通过PRKAA/mTOR通路调控肠道I/R过程中的自噬。通过免疫荧光共定位和免疫沉淀实验验证TXNIP与p-PRKAA之间的相互作用。此外,我们证实了TXNIP在miR-146a-5p介导的细胞保护中不可或缺。最后,我们在体内观察到miR-146a-5p过表达通过靶向TXNIP,PRKAA/mTOR途径抑制自噬并减轻肠道I/R损伤。总之,本研究强调了miR-146a-5p通过靶向TXNIP调节自噬的作用,提示miR-146a-5p可能是肠道I/R治疗的一个新的药物靶点。10.Xiaohui Chen, Fei Gao, Cuicui Lin, et al. mTOR-mediated autophagy in the hippocampus is involved in perioperative neurocognitive disorders in diabetic rats. CNS Neurosci Ther, 2021 Nov 16. PMID: 34784444
【题目】mTOR介导的海马自噬参与糖尿病大鼠围手术期神经认知障碍
【通讯作者】郑晓春福建省立医院麻醉科福建省急诊医学研究所
【第一作者】Xiaohui Chen,Fei Gao,Cuicui Lin福建医科大学省立临床医学院
【摘要】目的:围手术期神经认知障碍(PND)是术后常见的神经系统并发症。糖尿病(DM)是PND的独立危险因素已有报道,但其作用机制尚不清楚。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在神经元的生长、发育、凋亡和自噬过程中起着至关重要的作用,但mTOR信号通路的异常调节导致了神经系统的紊乱。本研究探讨雷帕霉素能否通过抑制mTOR和激活糖尿病大鼠自噬来缓解PND。
方法:雄性糖尿病SD大鼠在异氟醚麻醉下行胫骨骨折手术,建立PND模型。采用Morris水迷宫测试大鼠认知功能。Western blot检测术后第3、7、14天海马中磷酸化mTOR(p-mTOR)、磷酸化tau (p-tau)、自噬相关蛋白(Beclin-1、LC3)和凋亡相关蛋白(Bax、Bcl-2、cleaved caspase-3)水平。免疫组织化学检测海马淀粉样β(Aβ)水平。
结果:数据显示,手术创伤和/或糖尿病损害了认知功能,导致mTOR激活,并降低了Beclin-1水平和LC3-II/I比值。糖尿病大鼠或手术大鼠的Aβ和p-tau水平和海马凋亡反应明显高于对照组,糖尿病手术大鼠的Aβ和p-tau水平进一步升高。雷帕霉素预处理可抑制mTOR过度激活,恢复大鼠自噬功能,有效降低海马tau过度磷酸化、Aβ沉积和凋亡。此外,雷帕霉素预处理对糖尿病大鼠的术后神经认知障碍也有逆转作用。
结论:结果表明,mTOR过度激活调节自噬,在PND的机制中发挥重要作用,并揭示了mTOR信号调节可能是治疗糖尿病患者PND的一种有前景的策略。
11.Yufei Hou, Xiangxue Meng, Shixin Zhang, et al. Near-infrared triggered ropivacaine liposomal gel for adjustable and prolonged local anaesthesia. Int J Pharm, 2021, Nov 23;611:121315. PMID: 34826592
【题目】近红外响应罗哌卡因脂质体凝胶可调节并延长局部麻醉时间
【通讯作者】Wenhua Liu吉林大学第二医院麻醉科
【第一作者】Yufei Hou,孟祥雪吉林大学生命科学学院
【摘要】局麻药可有效地减轻患者术后疼痛,减少吸入全身麻醉药或阿片类药物的使用。与其他类似长效局麻药相比,罗哌卡因(ROP)因其心脏毒性最小而得到广泛应用。然而,罗哌卡因的疗效持续时间相对较短,仅在注射后数小时内有效,被认为不足以长期治疗急慢性疼痛。目前,采用重复注射或留置导管以实现长期给药,易引起感染和炎症。为了实现长时间的体外可控镇痛,我们制备了包含光敏剂PdPC(OBu)8和不饱和磷脂DLPC的近红外响应罗哌卡因脂质体(Rop@Lip)。Rop@Lip的粒径为234.73±5.21 nm, PDI为0.42±0.02,药物包封率为94.62±1.1%。罗哌卡因在体内外的释放高度依赖于近红外照射。为了确保脂质体在神经周围停留较长时间,我们设计了一种含有壳聚糖(CS)和β-甘油磷酸钠(β-GP)的原位凝胶,形成脂质体凝胶(Lip/gel)。该Lip/Gel复合给药系统可在体内保留10d,减少药物过量引起的副作用,延长药效持续时间。综上所述,本文设计的近红外响应性罗哌卡因复合给药系统可有效解决传统局麻药的缺点,降低罗哌卡因的毒副作用,为镇痛药物的光响应性给药系统提供依据。
检索:骆佳铭翻译:袁丹校对:赖露颖本期指导老师:张庆国
指导老师简介
张庆国,博士,副主任医师,硕士研究生导师,南方医科大学珠江医院麻醉科副主任。广东省医学会麻醉学分会第九届委员会委员及秘书,广东省医学会麻醉学分会第十、十一届委员会委员,广东省医学会麻醉分会第九、十届委员会血流动力学学组副组长,广东省临床医学学会麻醉学专业分会第一届委员会常务委员,广东省医师协会麻醉科医师分会第四届委员会常务委员,意大利SIENA大学附属医院访问学者。主持、参与国家自然科学基金、广东省自然科学基金等6项,主要研究方向为术后谵妄与认知功能障碍,围术期器官功能保护,局麻药神经损伤机制与防治。
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