数据分析与知识发现
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药物增材制造技术中关联知识的识别研究

如今信息获取已呈现出普遍化及非专业化的特征,如何从中选择最贴近读者需求的资源并发现其潜在需求,成为学科服务的方向和重点。挖掘创新知识并支持知识应用的优质文献信息为学科服务提供新思路。作为高等学校知识的聚集地,图书馆有责任和义务为教学、科研提供多样化的知识表现形式。在学科服务过程中,一些潜在知识、延伸知识、边缘知识或关联知识,可为读者拓宽、深入挖掘专业领域,并提供有效的决策支持和解决方案,为读者工作及研究起到一定的指导或启发作用。

由零件三维数据驱动制造实体零件的增材制造技术(Additive Manufacturing),在工业设计、模具制造等领域研究火爆[1-2]。相对于传统的材料制造工艺,该技术去除了切削加工技术,因具有快速成型与制造、恢复原型和三维打印等优势而在一些产品的直接制造中得以应用。在药物制备领域,增材制造技术已作为新型的药物开发方式受到研究者的关注,如利用增材制造技术制备特殊形状的药片、调控活性成分在制剂中存在的形式、按照患者自身特性定量配药和按需给药、制备复方药物制剂等,具有传统制剂难以实现的独特优势而成为药物递送的新工具[3-5]。这些新的应用与精准化用药和个体化医疗等新理念吻合,现阶段由于不同技术间知识交叉,该技术还不能完全取代传统的药物制剂技术。目前,全球仅有一款采用增材制造技术制备的药物获批上市[6]。不同领域间关联知识的发现与应用是解决增材制造技术在药物制备应用中问题的关键。通过使用CiteSpace软件,对该领域发展过程中的关键节点,尤其是增材制造技术与药物制剂技术之间关联知识的转折点和关键节点进行识别,捕获最有价值的信息,为不同领域的研发者起到参考和导向作用,这也是本文的现实意义所在。

1 资料与方法

1.1 数据来源

选取科学引文索引数据库中2014-2018年的论文作为数据来源。检索时间为2018年11月17日。

1.2 检索方法

检索词:(three dimension print)OR(additive manufact)OR(3D print)OR(rapid prototype)OR(rapid manufact)OR(additive prototype)。此外,本文增加了主要工艺的检索词:fused deposition modeling,selective heat sintering,selective laser sintering,stereolithigraphy appratus,direct metal laser sintering等。工艺检索词与上述检索词的逻辑关系为“OR”

1.3 纳入及排除标准

纳入标准:题录类型为论文(article)和综述(review),且数据项要求完整、全面和准确。

排除标准:简讯,会议及无作者等题录文献。

1.4 研究方法

CiteSpace可将单一领域发展过程中的关键节点进行识别,通过丰富的图谱输出功能,识别特定学科或知识领域在一定时期内发展的动向和趋势。通过对共被引网络中的聚类及关键节点进行分析,可以揭示增材制造技术与药物制剂技术之间的关联知识。本文基于分析该领域的发展现状及其研究热点,并使用其自带的突现词检测算法探测增材制造技术领域中的关键知识。

2 结果

通过对检索结果去重、整理,得到符合纳排标准的文献共计4618篇。

2.1 文献作者分析

分别以“Author”“Institution”“Country”为网络节点绘制知识图谱,可以直观地分析研究主体的分布及合作(见图1~图3)。

结果显示:⑴出现频次较高的学者是CHEN Y、CHO DW、HUANG Y和FU JZ,分别来自西南交通大学、浦项科技大学(韩国)、中国科学院和浙江大学,在2014-2018年CHEN Y相关的论文被引用37次。⑵高校及研究机构是研究主体,如中国科学院(Chinese Acad Sci)、新加坡南洋理工大学(Nanyang Technol Univ)、浙江大学(Zhejiang Univ)、清华大学(Tsinghua Univ)及麻省理工学院(MIT)。中国科学院(Chinese Acad Sci)是主要的研究机构之一,2014-2018年发文数为83篇。⑶研究国家以美国(论文总数占比最多)、中国为主,其他国家/地区,如韩国、英格兰、日本也都具有较多的文献报道。

图1 2014-2018年SCI数据库增材制造技术相关文献作者知识图谱

图2 2014-2018年SCI数据库增材制造技术相关文献作者所属机构知识图谱

图3 2014-2018年SCI数据库增材制造技术相关文献作者所属机构所在国家知识图谱

2.2 不同领域间关联知识的识别分析

对增材制造技术与药物制剂技术的文献进行可视化知识图谱分析(见图4)。在2014-2018年期间,本领域主要与工程学科相关,其次为材料科学、科学与技术、化学和物理等学科。增材制造与药物制剂主要涉及的学科还有纳米技术、临床外科手术、工程学和材料科学、电气与电子工程等。在多学科交叉性学术研究中,增材制造技术与药物制剂技术在材料及技术制备方面关联较为紧密。