心力衰竭(HF)的诊断主要基于临床症状，与许多其他疾病不同，其相对发病率正在增加。尽管在急性冠脉综合征后实现早期再灌注方面取得了进展，但心肌损伤仍然经常发生，引起一系列不良生物事件，最终可导致心肌梗死(MI)和进行性左室(LV)重塑。后一种过程，一般称为不良心肌梗死后重塑，是HF发生发展的重要促成因素。中断不良心肌梗死后重塑的一种有前途的策略需要局部的、基于水凝胶的生物活性分子和干细胞衍生物的递送。然而，由于缺乏关于控制治疗增益的基本机制的信息，阻碍了MI注射剂材料和策略的优化。拟议的项目侧重于这一关键知识缺口的生物物理组成部分，目标是推进心肌梗死后生物材料注射的设计和交付策略。我们的合作项目整合了在心肌梗死猪模型中局部水凝胶注射后LV生物力学的体内研究，以及可用于有效评估和优化心肌梗死注射策略的计算框架。

来自Peromyscus物种的物种最近在生物医学研究的多个领域与更传统的啮齿动物、小鼠和大鼠一起被确定为模式生物。Peromyscus的独特优势之一是，在圈养中，多个物种同时存在，这是用于比较研究的。然而，缺乏可靠的转录组数据限制了基于peromyscus的研究。该计划的重点是开发P.leucopus和P.maniculatus的全长转录组从头组装，目的是创建组织特异性转录本和剪接变体的比较图。我们的合作工作整合了新分子技术的开发，用于合成长reads指控和转录组组装、注释和比较分析的计算管道。

尽管在诊断和手术方法上取得了许多进步，动脉瘤(AA)疾病的发病率和死亡率仍然很高。不幸的是，AA手术修复被认为是“高风险”，因此只有在确保破裂时才进行。因此，严重的情感和心理负担落在那些患有中小型AA的患者身上，他们只能“观察和等待”AA的增长以满足干预标准。到目前为止，还没有有效的策略来减轻这些病例的AA进展。与克莱姆森大学的合作者一起，我们正致力于开发一种基于纳米颗粒的治疗方法，通过仅靶向降解弹性蛋白来诊断和治疗中小型AAs;一种参与AAs进展和失败的关键细胞外基质蛋白。通过非破坏性体外在测试中，动脉瘤组织的力学性能将通过定制的力学测试设备和最先进的全场数字图像相关(DIC)进行实验确定。同样，这些组织的失效特性也将通过爆破加压和拉伸到失效环测试进行评估。这些测试的结果将应用于有限元模型，以描述与演化的AAs相关的复杂应力-应变场在活的有机体内然后通过显微ct与纳米颗粒摄取相关。总的来说，这些分析将用于开发一种诊断工具，以确定破裂潜力，即机械应力与材料强度的比率，并评估我们的弹性修复处理策略对AA衰减的效果。

单体蛋白聚集成丝状结构，称为淀粉样原纤维，在疾病、制药过程和纳米结构组装中具有广泛的意义。因此，调节聚合过程在医学、生物工艺和纳米技术方面有应用。纳米颗粒由于其大小、形状和表面特性可调，已成为选择性蛋白质相互作用的有吸引力的工具。研究纳米颗粒调节淀粉样蛋白聚集的研究报告了无数纳米颗粒对聚集倾向的影响，证实了纳米颗粒的大小和表面化学都影响纳米颗粒影响淀粉样蛋白聚集的能力。然而，这种影响产生的机制在很大程度上仍未得到探索。该计划将结合实验和分子水平理论，以深入了解聚合物涂层纳米球调节淀粉样b蛋白聚集的机制，参与阿尔茨海默病。初步数据，包括低化学计量比，观察到对聚集的影响，以及表面电荷和颗粒曲率的强烈影响，支持了纳米颗粒在局部溶液环境中诱导的变化驱动它们影响淀粉样蛋白聚集的能力的假设。因此，研究将集中于分子理论的发展，以描述局部溶液环境的变化，并将理论预测与实验结果结合起来。

细菌感染已成为全球最紧迫的健康威胁之一，导致医疗成本增加、局部组织破坏、患者残疾、发病率甚至死亡。面对日益严重的耐药细菌危机，发现和设计新一代抗菌剂组合至关重要。这一努力需要一系列协调一致的级联事件，以使抗菌剂攻击细菌。非特异性相互作用是避免抗菌素耐药性最有希望的方法之一。这种相互作用包括电荷相反的基团之间的库仑吸引和疏水-疏水相互作用。由于非特异性的相互作用，细菌发展出耐药机制将更具挑战性。我们提出设计含有多环天然产物的面部两亲性抗菌生物材料。我们新设计的大分子抗菌剂是用新型阳离子聚合物展示的，其中包含一系列代表三环、四环和五环化合物的多环天然产物。我们将特别探讨阳离子抗菌剂和细菌膜之间的相互作用。我们将同时进行实验研究和计算建模。 The results could provide feedback to each other for improving the understanding of interactions at the molecular level. In experimental studies, we will prepare vesicles using model lipid compounds and further encapsulate dyes, which will be subject to antimicrobial agents. The leakage of dyes could indicate the binding strength of cationic agents with negatively charged vesicles. The theoretical modeling will expand on previous work on the binding of charged peptides to the plasma membrane of eukaryotic cells to model the interactions of charged facial amphiphilic molecules on the double membranes of Gram-negative bacteria. We will start with reproducing some essential physics of these double membranes without the presence of the antimicrobial agents, and once we have a working code, we will begin to elucidate the synergistic coupling of interactions that are required to reproduce the experimental results.

• 纳米材料的制备、功能化和表征及诊断分析

• 使用新颖的过滤和优化技术分析大量的实验动态过程数据

• 利用机器学习策略自动识别动脉钙化

• 阐明电动力学参数对生物分子分离的影响
• 用于小生物标记物分离的脉冲电泳的新设计和制度

• 获得膜融合事件的机理理解
• 设计增强免疫反应的材料和/或疗法

• 过程已小鼠干细胞模型中的细胞动力学/运动数据
• 利用可延伸的半柔性链模型来捕捉胶原网络的力学

• 加强对脑血管细胞刺激过程中转录因子行为的理解
• 扩展发现，以确定一个新的治疗靶点

• 确定调节干细胞功能和分化的新生理机制。
• 为干细胞技术的设计提供了合理的依据

学员将了解计算建模在生物医学工程中的效用和局限性。学生将建立简单的有限元模型，模拟冠状动脉的血液流动和药物在血液中的运输。
(实验与计算相结合的研究)

在这个实践工作坊中，参与者将被介绍到Python的基本编程技能。学员还将获得操作、正确维护和归档大数据的功能知识。
(实验与计算相结合的研究)

这个项目包括一系列的专业发展研讨会。每个一小时的会议提供了全校范围内的专业知识，并为参与者提供了与更大、更多样化的本科生研究人员互动的机会。主题包括“申请/准备研究生院”、“有效的海报演示”、“研究与伦理”、“简历与求职信”。
(职业发展)

学员将了解创新如何转化为市场，以及与此过程相关的商业化活动。工作坊结束后，参加者将获颁发“科技创新及创业训练证书”。
(超越发现的研究:创业与商业化)

参加者将了解知识产权和知识空间的概念，以及申请专利的基本程序。学生将学习由南卡罗来纳大学研究人员(包括REU导师)持有的专利示例。bob官方体育登陆
(超越发现的研究:创业与商业化)