增龄过程中骨的多层级结构及多尺度力学行为

目的骨的组成成分及多层级结构赋予其优异的力学性能。增龄改变骨的力学响应,以及骨的生理和病理进程。团队系列研究的目的是理解不同龄骨材料/多层级结构/多尺度力学的异同,揭示骨断裂力学行为的差异,以及去负荷制动对不同龄骨折愈合新骨形成的影响规律。方法(1)制备幼龄、成年和老龄小鼠皮质骨微柱试样,压缩测试结合透射电镜研究其微观力学性能、断裂模式及增韧机制。(2)构建幼龄和老龄鼠骨折愈合模型,分别正常负重和去负荷制动愈合,研究骨痂组织的多尺度力学性能,分析其组成成分及多层级结构。结果(1)幼龄和成年骨断裂时主要为剪切破坏,而老龄骨为劈裂破坏,断裂模式的差异与骨矿化胶原纤维排布密切相关。幼龄骨在剪切破坏时表现出高韧性,得益于纤维桥接,而老龄骨在劈裂破坏时表现出高韧性,得益于纤维屈曲和裂纹偏转。(2)增龄致老龄骨折愈合延迟,而制动促进了老龄骨折愈合,老龄骨痂胶原纤维排布有序,矿化骨痂晶体长度增加48%。相反,制动致幼龄骨折愈合组织胶原纤维排布紊乱,矿物颗粒晶体长度和矿物基质比减少。结论增龄影响骨的微观结构,调节骨的增韧机制。骨折愈合进程中,老龄鼠比幼龄鼠更依赖制动带来的稳定力学环境。

骨多尺度断裂增韧机制的增龄性变化研究

目的骨黏合线、骨单元、间质骨组成的“砖泥结构”,在抑制骨折裂纹扩展过程中发挥重要的力学功能。增龄会导致骨黏合线、骨单元、间质骨的组分、结构和力学行为改变,进而影响骨吸收能量、抵抗断裂的能力。老龄骨通常会表现出宏观脆性,骨折风险增加。然而,骨微观尺度结构/力学性能的增龄性变化与宏观骨折断裂的关系尚不明确。方法本研究取12月龄(幼龄)、30月龄(成年)绵羊股骨中段制样,利用电子探针、拉曼光谱、micro-CT、连续成像、纳米压痕等分析骨黏合线、骨单元和间质骨的组分、结构和力学行为,及其随年龄的变化规律;制备8 mm×1 mm×1.5 mm单边缺口三点弯试样测试Ⅰ型断裂韧性,研究骨特征结构的增龄性变化影响骨微观断裂行为的机理,量化骨宏、微观断裂行为的相关性。结果初步研究表明,幼龄、成年、老龄微观尺度增韧机制不同,与骨微观结构的增龄性变化密切相关;老龄骨压缩强度及模量较成年减小,但仍具有良好的塑性。结论骨微观结构的增龄性变化赋予骨不同尺度下各异的增韧机制,维持不同年龄段骨较好的韧性。下一步研究拟结合骨多尺度力学异质性,探讨骨宏、微观断裂行为之间的联系,揭示老龄骨折风险增加现象的机制。

闽南地区黑木相思不同起源苗木造林对比试验

以福建省漳浦中西林场2011年采用3种苗木(分别为实生苗、组培苗、嫁接苗)营建的黑木相思试验林为研究对象,对1年生、10年生的林分调查数据进行对比分析,探究不同起源苗木的造林效果。结果表明:实生苗、组培苗、嫁接苗造林成活率分别为96.6%、96.6%、92.3%,1年生时3种林分的各生长性状差异均不显著。10年生时,3种林分的树高、胸径存在极显著差异,枝下高、材积存在显著差异,只有冠幅差异不显著。其中以实生苗造林的林分树高、胸径、材积生长优势最明显,分别达15.5 m、14.4 cm、0.128 m^(3),干形较通直;嫁接苗造林生长情况逊色于实生苗造林,组培苗造林生长优势不明显。

年龄及力学环境对骨折愈合组织胶原纤维形成及矿化的影响研究

目的增龄影响骨折的愈合能力以及愈合进程对力学环境的响应。承重骨骨折后,通常采用机械制动的干预措施促进愈合。然而,骨痂愈合组织内新骨的形成和矿化如何响应增龄及制动力学环境的过程和机制尚不清楚。方法本研究构建了幼龄(5周龄)和老龄(17月龄)的小鼠胫骨骨折愈合模型,两个年龄小鼠分为正常负重愈合组和后肢尾悬吊去负荷制动组,骨折愈合21 d后收集骨痂组织。利用三点弯曲、微观和纳观纳米压痕测试检测骨痂组织的多尺度力学性能。利用背散射扫描电子成像、micro-CT、拉曼光谱、原子力显微镜分析骨痂组织的多尺度结构及组成成分。结果与幼龄鼠相比,增龄导致老龄鼠骨折愈合延迟,愈合组织微观结构重塑受损、矿化程度和力学性能降低。制动促进了老龄鼠骨折愈合,老龄鼠矿化骨痂晶体长度增加48%,矿物基质比增加42%。与之相反,制动导致幼龄鼠骨折愈合组织矿化能力变差,胶原纤维排布紊乱(P<0.001),矿物颗粒晶体长度和矿物基质比减少(32%和36%)。制动组幼龄鼠骨痂处矿化胶原纤维排布散乱,而制动组老龄鼠中矿化胶原纤维则是有序的。结论制动对幼龄和老龄鼠骨痂内胶原纤维形成和矿化的影响相反。骨折愈合进程中,老龄鼠比幼龄鼠对稳定的力学环境更为依赖。

增龄对皮质骨微观尺度断裂增韧机制的影响研究

目的骨的多层级结构赋予其优异的抗断裂强度和韧性。然而,增龄过程中骨层级结构的变化对其微观尺度性能的影响规律仍不清楚。本研究旨在理解年龄的增加改变骨微观结构和断裂力学性能的规律和机制。方法本研究取幼龄、成年和老龄小鼠股骨皮质骨制备直径5μm的微柱样品,并进行压缩测试;利用扫描电镜、透射电镜等分析骨样品微观结构及压缩破坏机制。结果透射电镜结果显示,微柱内存在有序的胶原纤维排列区(即有序区)和紊乱纤维排布区(即无序区)。不同的纤维排布模式对应不同的破坏模式,主要包括剪切破坏和劈裂破坏。剪切破坏时,幼龄组无序区占比较大,剪切面直接穿过无序区;成年组无序区与有序区具有相间排布规律,裂纹集中在有序/无序区交界处。劈裂破坏时,幼龄组有序区呈现一定程度松散,常表现为多点劈裂失效;成年和老龄组有序区则呈现紧凑连续的纤维结构,裂纹沿纤维面扩展。无论剪切破坏还是劈裂破坏,成年骨微柱屈服后行为均表现出较大应变硬化。结论增龄通过改变骨微观结构特征影响骨的破坏模式及增韧机制;成年组在微观尺度始终表现出优异的压缩性能和增韧过程。

胶原纤维在跟腱损伤后异位骨化中的作用机制研究

目的异位骨化是指在非骨骼组织中出现病理性骨组织的过程。在跟腱异位骨化过程中,跟腱胶原纤维是矿物质沉积的框架,胶原纤维的结构和排布决定了矿物质的异位沉积,然而胶原纤维在跟腱异位骨化过程中的作用机制尚不清楚。本研究的目的是揭示跟腱组织内胶原纤维在矿物质异常沉积中的作用。方法本研究构建了大鼠跟腱断裂诱发异位骨化的模型,在跟腱断裂5周后,利用PSR染色,免疫组织化学双标记,拉曼光谱、场发射扫描电镜检测跟腱切断组织内胶原纤维特性;利用拉曼光谱、场发射扫描电镜、Micro-CT和H&E切片染色检测组织内的矿物质沉积规律。利用AFM、纳米压痕等检测异位骨化组织的多尺度力学性能。初步研究表明,胶原纤维结构排布与羟基磷灰石的异常沉积关系密切。下一步研究拟探讨跟腱组织损伤是否通过改变胶原纤维类型,排布结构和电荷等调控矿化过程,进而诱导异位骨的形成。明确胶原纤维结构在诱发异位骨化过程中的作用,将为揭示异位骨化的深层机制及防治策略提供思路。

基于卷积注意力机制和小样本惯性传感单元数据的下肢肌肉活动计算方法

目的肌肉活动通常可以通过肌电图直接测量或肌骨模型计算得到。然而,该类方法对于非技术用户或在非实验室场景下使用较为不便。基于惯性传感单元数据的深度学习模型为肌肉活动计算提供了更为简单易用的解决方案。然而大规模训练数据的获取困难限制了深度学习模型的计算效能。本研究旨在构建基于小样本惯性传感单元数据的新型深度学习模型,计算步态过程中的下肢肌肉活动。为了进一步提升所构建深度学习模型的估计精度,本研究开发了一种基于模型的新型数据扩充方法。方法基于7名受试者的小样本数据集,构建了两阶段下肢肌肉活动的计算方法。基于时间卷积网络构建了Muscle GAN模型,用于数据扩充。此外,基于卷积注意力机制构建了混合深度学习模型,用于步态过程中的下肢肌肉活动计算。结果多种步速下,所提出的两阶段下肢肌肉活动计算结果和肌电测量数据之间具有高相关性。下肢肌肉活动的平均皮尔逊相关系数和归一化均方根误差分别为0.72和0.13。与原始数据集相比,基于Muscle GAN的扩充数据集有效提升了下肢肌肉活动的计算精度。结论基于惯性传感单元的小样本数据集,本研究所提出的两阶段下肢肌肉活动计算方法能准确计算下肢肌电包络,可为多场景下肢肌肉活动的精确计算提供新思路。

大粒径聚丁二烯胶乳制备工艺对ABS树脂性能影响

一步法和附聚法是工业上生产大粒径聚丁二烯胶乳(PBL)的主要方法。采用一步法、高分子附聚法和醋酸附聚法制备出一系列具有300 nm粒径的PBL胶乳,并通过相同的接枝、掺混和加工流程以获得相应工艺的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂,系统地研究了乳胶粒子构建方式对ABS树脂性能的影响。研究表明,三种工艺制备出的ABS树脂力学性能相当,但一步法胶乳制备的ABS树脂断裂伸长率明显优于其他二者,其数值达到35.41%。高分子附聚法制备的ABS树脂在三者之中具有最佳的白度值,为54.8%。三种方法构建的PBL粒子本质区别在于粒子内部结合程度不同,其中一步法的粒子结合程度最高,高分子附聚法的次之,而醋酸附聚法的最低。本研究对于ABS树脂工艺路线改造升级和工业产品质量提升具有一定的指导意义。

乙烯对α-淀粉酶活力、动力学和微环境的影响

用乙烯利释放出乙烯,研究其对α-淀粉酶活力、动力学及微环境的影响。结果表明:与对照组比较,低浓度乙烯提高α-淀粉酶活力,而高浓度乙烯抑制α-淀粉酶活力;乙烯对α-淀粉酶的最适pH值(pH 6.0)几乎没有影响,但对其最适温度改变,向高温方向偏移5℃。用高浓度和低浓度的乙烯处理α-淀粉酶,探讨乙烯对α-淀粉酶的反应机理,其水解动力学符合一级动力学方程(Michaelis-Menten),其对应的双倒数曲线(Lineweaver-Burk)拟合度较好。紫外、荧光光谱分析表明:随着乙烯浓度增加,α-淀粉酶紫外吸光度和荧光发射强度明显增强。与对照组相比,紫外吸收光谱在波长229 nm红移1 nm。α-淀粉酶溶液的黏度随着乙烯浓度的增加而下降,导致酶的微环境改变。目前,乙烯利已广泛应用于各种蔬菜、水果,本研究对乙烯的食品安全有非常重要的意义。

茄SmCDF2在花青素生物合成和开花中的功能分析

[目的]本文拟通过验证茄单锌指(DNA binding with one finger,Dof)家族转录因子SmCDF2的功能,探索其对茄花青素生物合成及开花响应调控的作用。[方法]采取同源克隆方法从茄中分离SmCDF2基因,利用生物信息学分析其氨基酸序列;采用实时荧光定量PCR技术(RT-qPCR)检测其组织特异性表达,在烟草中进行亚细胞定位研究其表达位置;利用双荧光素酶报告试验验证其对花青素合成相关基因的转录活性;通过转基因拟南芥研究其对花青素合成和开花调控的作用。[结果]SmCDF2蛋白N端具有1个保守结构域zf-Dof,茄SmCDF2蛋白序列与同科的蔬菜作物马铃薯、辣椒和番茄中的同源蛋白具有较高的同源性。亚细胞定位试验显示SmCDF2定位于细胞核中。双荧光素酶报告试验结果表明,SmCDF2可显著上调花青素合成相关结构基因SmF3H、SmCHS的表达。拟南芥遗传转化试验结果显示,SmCDF2转基因植株具有开花延迟、花青素累积增加的表型。RT-qPCR和花青素含量测定结果表明,转基因拟南芥中的AtF3H、AtCHS的表达量显著上升,且花青素的含量也明显增加,而AtFT的表达量显著下降。[结论]SmCDF2通过正向调控SmF3H、SmCHS的表达,促进茄花青素的生物合成,同时还通过调控FT的转录,参与调控开花时间。

茄子SmCOL5基因在花青素生物合成中的功能分析

通过同源克隆的方法从茄子中分离出SmCOL5基因,并对其蛋白功能进行分析。结果表明:SmCOL5蛋白定位于细胞核中;SmCOL5蛋白可与组成型光形态建成SmCOP1蛋白互作,说明SmCOL5蛋白的功能受到光的调控;且SmCOL5蛋白能与花青素生物合成途径中重要的结构基因SmF3H、SmCHS的启动子结合。推测SmCOL5基因在接收到光受体信号后参与茄子花青素生物合成的调控途径。

血栓弹力图参数预测剖宫产产妇产后出血的研究价值

目的探讨血栓弹力图(TEG)参数预测剖宫产产妇产后出血的研究价值。方法选取2017年1月至2019年12月新余市中医院接收的190例剖宫产产妇作为研究对象,所有产妇均进行血栓弹力图检测。统计产妇产后出血发生情况,比较产后出血与未出血产妇TEG参数[凝血形成时间(K)、凝血反应时间(R)、凝血形成速率(α角度)、最大振幅(MA)及综合凝血指数(CI)],分析TEG参数与剖宫产产妇产后出血的相关性、TEG参数对剖宫产产妇产后出血的影响因素及TEG参数对剖宫产产妇产后出血的预测价值。结果190例产妇中,产后出血10例(5.26%),未出血180例(94.74%)。产后出血与未出血产妇CI值比较差异无统计学意义;产后出血产妇K、R均长于未出血产妇,α角度及MA值均低于未出血产妇,差异有统计学意义(P<0.05)。经双变量Pearson直线相关性分析显示,K、R与剖宫产产妇产后出血呈负相关(r<0,P<0.01),α角度、MA与宫产产妇产后出血呈正相关(r>0,P<0.05)。经Logistic回归分析结果显示,α角度、K、R、MA过表达可能是诱发剖宫产产妇产后出血的影响因素(OR>1,P<0.05)。绘制ROC曲线结果显示,α角度、K、R、MA预测剖宫产产妇产后出血的AUC均>0.8,预测价值中等,当各指标取最佳阈值时,可获得最佳预测价值。结论TEG参数能分析剖宫产产妇凝血变化特征,临床可根据α角度、K、R、MA值预测剖宫产产妇产后出血风险,为临床制订诊疗方案提供参考依据。

乙型肝炎肝硬化代偿期患者围治疗期肝功能检测的临床价值

目的探讨乙型肝炎肝硬化代偿期患者围治疗期肝功能检测的临床价值。方法选择2017年1月至2019年10月医院收治的72例乙型肝炎肝硬化患者作为研究对象。患者均接受保肝、对症支持和抗病毒治疗,比较治疗前后乙型肝炎病毒脱氧核糖核酸(HBV-DNA)、肝功能指标及肝纤维化指标水平,并按照治疗预后将患者分为有效组和无效组,比较两组上述指标水平。结果治疗3个月后,患者HBV-DNA、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、丙氨酸氨基转移酶(ALT)、谷氨酰转移酶(GGT)、总胆红素(TBIL)、透明质酸(HA)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、层黏蛋白(LN)水平均低于治疗前,差异均有统计学意义(P<0.05);有效组HBV-DNA、AST、ALT、GGT、TBIL、HA、PCⅢ、LN水平均低于无效组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论围治疗期肝功能检测能够评估乙型肝炎肝硬化代偿期患者的治疗预后。

透明ABS树脂研究进展

如何控制透明ABS树脂光学性能与力学性能的平衡一直是聚合物材料学的热门研究课题。文中着重介绍了透明ABS树脂的生产工艺及其制备过程中的关键机理,重点强调了橡胶相与树脂相折光指数的匹配方法,以及增韧粒子结构对透明ABS树脂性能的影响。

抗苗勒氏管激素检测在评估育龄女性生育水平的应用分析

目的探讨抗苗勒氏管激素(AMH)检测评估育龄女性生育水平的应用价值。方法将2017年7月~2019年8月我院接诊的390例孕前检查的育龄女性纳入本研究。根据年龄不同,分为低育龄组(15~30岁)188例,中育龄组(31~35岁)144例,高育龄组(36~51岁)58例。观察不同年龄组AMH和性激素[黄体生成素(LH)、卵泡刺激素(FSH)、雌二醇(E2)、孕酮(P)、睾酮(T)、泌乳素(PRL)]水平差异。结果高育龄组AMH水平低于低育龄组和中育龄组,LH、FSH水平高于低育龄组和中育龄组,差异有统计学意义(P<0.05);中育龄组AMH水平低于低育龄组,LH、FSH水平高于低育龄组,差异有统计学意义(P<0.05);三组入选者在E2、P、T、PRL水平方面组间比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论抗苗勒氏管激素检测可以辅助临床对育龄女性生育水平的评估,能及时反馈给临床做出正确的受孕准备及合理使用促排卵药物,临床应用价值较高。

不同乳化剂对抗氧剂乳化作用的研究

以对甲酚和双环戊二烯丁基化产物(CPL)为主抗氧剂,硫代二丙酸双月桂酯(DLTP)为辅抗氧剂,分别用油酸钾、松香酸钾、十二烷基苯磺酸钠通过相转变乳化法制得不同抗氧剂乳液样品,通过粒径尺寸、粒径分布以及乳液稳定性(TSI)测试,证实油酸钾、松香酸钾、十二烷基苯磺酸钠皆可将抗氧剂CPL和DLTP乳化成具有一定粒子尺寸及稳定性的抗氧剂乳液。测试结果表明,与松香酸钾、十二烷基苯磺酸钠相比,以油酸钾为乳化剂所制备的抗氧剂乳液具有更小的粒径分布和较好的稳定性。进一步改变油酸钾用量,证实当乳化剂含量为6%时体系具有最优的粒径尺寸、粒径分布与稳定性。

基于无皂分散聚合技术制备单分散PS@SiO2木莓结构微球研究

采用无皂分散聚合技术制备了表面带有正电荷的单分散聚苯乙烯微球,研究了微球制备过程粒子成核与增长过程,探究了聚合反应过程中的动力学,并以此微球为模板通过静电吸附作用与二氧化硅微球构建了单分散木莓结构微球,通过透射电子显微镜技术研究了表面电荷强度、二氧化硅粒子尺寸等因素对木莓微观结构的影响。

质量控制措施对输血安全性及患者凝血功能的影响

目的探讨质量控制措施对输血安全性及患者凝血功能的影响。方法选取2018年2月至2021年4月新余市中医院收治的81例输血存在不同问题的患者作为研究对象,采用随机数字表法分为对照组(n=40)与观察组(n=41)。对照组采用常规输血流程,观察组在对照组的基础上实施质量控制措施。比较两组输血安全性、不良反应及实施前后凝血因子水平。结果两组交叉配血、写错血型、采错血发生率比较差异无统计学意义;观察组输血前后未及时消毒发生率低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组不良反应发生率为12.20%,低于对照组的30.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。实施后,两组凝血酶原时间(PT)、凝血酶时间(TT)均长于实施前,血小板(PLT)、纤维蛋白原(FIB)水平均低于实施前,但观察组PT、TT均短于对照组,PLT、FIB水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论质量控制措施能降低患者输血不良反应发生率,提高输血过程中的安全性,改善患者凝血功能,效果显著。

胃蛋白酶原及胃泌素-17检测在胃肠疾病诊断中的应用价值

目的探讨胃蛋白酶原(PG)及胃泌素-17检测在胃肠疾病诊断中的应用价值。方法选取2017年10月至2019年8月医院收治的50例胃肠疾病患者作为试验组,选取同期于医院进行体检的50名健康者作为对照组,比较两组PG、胃泌素-17水平及试验组不同疾病PG和胃泌素-17水平。结果试验组PG、胃泌素-17水平均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);胃炎患者PGⅠ水平高于十二指肠溃疡和胃溃疡患者,且十二指肠溃疡患者高于胃溃疡患者,差异有统计学意义(P<0.05);胃溃疡患者PGⅡ水平高于十二指肠溃疡和胃炎患者,且十二指肠溃疡患者高于胃炎患者,差异有统计学意义(P<0.05);胃炎患者胃泌素-17水平高于胃溃疡和十二指肠溃疡患者,且胃溃疡患者高于十二指肠溃疡患者,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 PG及胃泌素-17检测在胃肠疾病诊断中有一定的价值,监测其水平变化可辅助临床诊治。

纤维增强聚合物基复合材料熔融堆积成型技术的研究进展及产品的力学性能

增材制造(Additive manufacturing,AM)技术,又称3D打印技术,是一种新兴的顺序叠层制造工艺。近几年来,大量关于引入连续碳纤维增强相以改善打印结构力学性能的研究为打印高性能聚合物基复合材料开辟了新的途径。本文首先简要介绍聚合物材料增材制造工艺发展史,阐述技术革新和材料革新(引入增强相)对打印聚合物基材料产品性能优化的积极作用。随后着重描述了熔融堆积成型(Fused deposition modelling,FDM)技术制造连续纤维增强聚合物复合材料的工艺原理,并介绍了打印连续纤维增强聚合物基复合材料的力学性能优势及存在的问题。最后,从材料、工艺参数及复合材料细观/微观结构等方面分析了影响打印纤维增强聚合物基复合材料力学性能的主要因素,为读者了解分析FDM技术的优势和存在的问题提供参考。