Chopped fiber (CF)- and nano-hydroxyapatite (n-HA)-enhanced silk fibroin (SF) porous hybrid scaffolds (SHCF) were prepared by freeze-drying for bone augmentation.

Improving chondrogenic differentiation while inhibiting hypertrophic differentiation of mesenchymal stem cells (MSCs) is of vital importance to effectively repairing cartilage injury. Accordingly, kartogenin (KGN) and antioxidants, which promote chondrogenic differentiation and inhibit hypertrophic differentiation, respectively, have shown great potential in promoting cartilage repair. However, KGN is poorly soluble in water, hindering efficient intracellular delivery. Near-infrared light (NIR)-responsive mesoporous polydopamine nanoparticles (MPDA) reportedly exert antioxidative effects by eliminating reactive oxygen species (ROS). In this study, we assessed whether KGN loaded in MPDA can accelerate cartilage injury repair in rats. Specifically, a thermosensitive phase-change material (PCM, melting point 39 °C) combined with KGN was loaded into MPDA as a gatekeeper ([email protected]). The results showed that [email protected] exhibited excellent photothermal properties under NIR irradiation, which induced PCM melting and consequent KGN release. In combination with antioxidative therapy, NIR-triggered KGN release enabled the nanocomposite to accelerate MSC chondrogenic differentiation and inhibit hypertrophic differentiation. Importantly, negligible damage to primary organs and satisfactory biocompatibility were observed in the rat model. RNA sequencing found that this MPDA-based platform promotes chondrogenic differentiation by promoting fibronectin-1 (Fn1) expression and activating the PI3K/Akt pathway. Collectively, these findings highlight the therapeutic potential of this MPDA-based platform for accelerating cartilage injury repair.

Abstract Significance Diffuse optical tomography (DOT) uses near-infrared light spectroscopy (NIRS) to measure changes in cerebral hemoglobin concentration. Anatomical interpretations of NIRS data requires accurate descriptions of the cranio-cerebral relations and DOT sensitivity to the underlying cortical structures. Such information is limited for pediatric populations because they undergo rapid head and brain development. Aim The present study aimed to investigate age-related differences in scalp-to-cortex distance and mapping between scalp locations and cortical regions of interest (ROIs) among infants (2 weeks to 24 months with narrow age bins), children (4 and 12 years) and adults (20 to 24 years). Approach We used spatial scalp projection and photon propagation simulation methods with age-matched realistic head models based on MRIs. Results There were age-group differences in the scalp-to-cortex distances in infancy. The developmental increase was magnified in children and adults. There were systematic age-related differences in the probabilistic mappings between scalp locations and cortical ROIs. Conclusions Our findings have important implications in the design of sensor placement and making anatomical interpretations in NIRS and fNIRS research. Age-appropriate realistic head models should be used to provide anatomical guidance for standalone DOT data in infants.

Prefabricated construction (PC) plays a critical role in advancing the sustainable and high-quality transformation of the construction industry. Nevertheless, the fragmented and variable nature of technological innovations in PC complicates their acquisition, comprehension, and practical application, thereby hindering the process of innovation transformation. In response to these challenges, this study applies knowledge graph techniques to aggregate, correlate, and store knowledge pertaining to PC technological innovations. Specifically, using patent data from the past five years, and grounded in knowledge management and complex network theories, this study employs text mining, topic modeling, and association rule algorithms to perform clustering, evolutionary, and association analyses. The extracted entities and relationships obtained from the analyses are then stored in a Neo4j graph database for the construction and interactive visualization of a knowledge graph for PC technological innovation. According to the knowledge graph, a question-and-answer system framework is further proposed, providing practical application guidance. This research provides a comprehensive overview of the technological landscape, key nodes, and development trends in PC. It makes a meaningful contribution to knowledge management theory and complex network theory, advancing innovative applications in PC technology.