基于Irai的啤酒生产线虚拟控制平台设计与实现

为解决教学设备不足的问题,将学科专业与信息技术深层融合,提出了一种利用3D图形作为虚拟被控对象的全新的控制思路。通过建立虚拟啤酒生产线的三维立体模型、模型动作设置、PLC与虚拟控制平台的通信,实现PLC对虚拟生产线的控制。由虚拟对象代替实际生产线,很大程度上解决了由于设备不足所带来的问题,推进了实验教学信息化建设和实验教学资源开放共享。

纯镁微弧氧化-HF-硅溶胶复合处理涂层细胞相容性研究

目的:对纯镁微弧氧化经HF-硅溶胶复合处理涂层进行成骨细胞生物相容性检测,评价纯镁表面微弧氧化经不同复合处理涂层后的细胞相容性。方法:实验分为3组,纯镁微弧氧化组为对照组(A组)、纯镁微弧氧化-硅溶胶复合处理组(B组)、纯镁微弧氧化-HF-硅溶胶复合处理组(C组)。将MC3T3-E1系成骨细胞接种在3组材料表面,分别通过扫描电镜、激光共聚焦、CCK-8、ALP对成骨细胞的生长、黏附、增殖以及活性进行检测。结果:扫描电镜和激光共聚焦显示B组和C组表面细胞的生长和黏附均优于A组,C组优于B组。CCK-8和ALP的检测结果显示3组材料表面细胞的增殖、活性为C组>B组>A组,3组的比较差异均具有统计学意义。结论:3组材料均具有良好的生物相容性,而纯镁微弧氧化-HF-硅溶胶复合处理后的生物相容性最佳。

纯镁超声微弧氧化-植酸-镀锌生物膜层的制备与抗菌性

针对医用金属植入材料造成的术后组织感染问题,在纯镁超声微弧氧化-植酸处理工艺基础上,采用化学镀锌法引入具有抗菌性和生物活性的锌元素,探究不同化学镀锌含量对膜层抗菌性能的影响。通过XRD、SEM及能谱检测分析了膜层形貌和组织结构,采用覆膜法检验抗菌性能。结果表明:随着镀锌时间增长,膜层表面孔隙减少、膜层愈加致密,Zn含量(质量分数)增加,耐腐蚀性能提高;镀锌含量对膜层抗菌性能有直接影响,化学镀锌5 min时,Zn含量达1.50%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率高达99%,明显优于镀锌1 min组和镀锌3 min组。纯镁超声微弧氧化-植酸膜层经化学镀锌处理后其抗菌性能随锌含量的提高而增强,化学镀锌5 min时,膜层具有较强的抗菌功能。

含纳米SiO_2或纳米TiO_2微弧氧化纯镁生物涂层可促进成骨细胞增殖及活性

背景:微弧氧化技术可增强镁及其合金的耐腐蚀性,提高其表面生物性能。目的:为了调控医用纯镁的生物活性,在镀液中添加纳米Si O2或纳米Ti O2对纯镁微弧氧化涂层改良,研究其对成骨细胞增殖及分化的影响。方法:将圆形镁片分为3组,其中两组分别置入含7.5 g/L纳米Si O2或4.8 g/L纳米Ti O2的硅酸盐电解液中进行表面微弧氧化处理,以未作任何处理的纯镁作为对照。将第3代成骨细胞分别接种于3组试件表面,观察成骨细胞的早期形态、增殖与碱性磷酸酶活性。结果与结论:成骨细胞在纳米SiO 2组、纳米Ti O2组试件表面生长状态良好,轮廓清晰,呈长梭形,多角形;在对照组表面生长状态较差。CCK-8检测显示,3组细胞吸光度值与碱性磷酸酶活性随时间推移呈上升趋势,纳米Si O2组、纳米Ti O2组试件接种1,3,5 d的细胞增殖活性高于对照组;纳米Si O2组、纳米Ti O2组接种3,5 d的细胞碱性磷酸酶活性高于对照组。结果表明纳米Si O2或纳米TiO 2微弧氧化生物涂层可促进成骨细胞增殖及成骨活性,具有良好的生物相容性。

自立倒立摆系统的自摆起及稳定控制

首先基于拉格朗日方程建立了自立倒立摆系统的数学模型,然后采用线性二次型最优控制与PD控制相结合的控制方法,并通过设计开关控制来实现2个控制器的切换,最终实现对倒立摆系统的自摆起和稳定控制。

超声辅助微弧氧化钛合金表面制备含镧涂层的生物相容性评价

背景:稀土元素具有一定的生物效应,也有广谱抗菌、抗炎和抗病毒的能力,能提高涂层结合强度作用。目的:在种植体涂层中引入稀土镧,对引入稀土元素镧的钛基超声辅助微弧氧化涂层的生物相容性进行评价。方法:利用超声辅助微弧氧化在β型钛合金表面制备含镧生物涂层,并植入家兔股骨内。以钛合金基体和未加镧生物涂层作对照。采用光镜观察新骨形成,通过扫描电镜观察种植体与骨的结合情况和拔出种植体后其表面骨残留,并对骨接触率进行数据统计。结果与结论:实验组种植体周围新骨形成良好,未见到纤维形成和破骨细胞;扫描电镜观察及骨接触率以实验组最好,钛合金组最差。结果说明超声辅助微弧氧化制备的含镧生物涂层具有与新骨良好结合的能力,显示出较好的生物相容性。

化学镀Ni-W-P合金对65Mn钢热处理的表面防护

介绍了化学镀Ni-W-P合金对65Mn钢热处理的表面防护工艺及效果。先用化学镀Ni-W-P合金对65Mn钢试件表面进行封装,然后进行860℃盐浴淬火和350℃回火处理,从而既提高了65Mn钢的力学性能,又利用加热过程消除镀件氢脆和进一步提高镀层的防腐蚀性能,并获得具有类似不锈钢光泽的装饰效果。镀层对试件的弹性模量影响很小(2%左右),不影响其作为弹性材料的使用性能。

纯镁种植体超声微弧氧化-NaOH-硅烷-丝素改性的动物实验研究

目的:研究超声微弧氧化硅烷偶联丝素蛋白复合处理涂层对纯镁植入体骨整合与降解情况的影响。方法:将经过超声微弧氧化后的纯镁植入体NaOH处理,然后在其表面分别进行0.5h及1.5h的硅烷偶联丝素蛋白的复合处理,分别为组A、组B、组C,将其植入兔子下颌骨。结果:扫描电镜观察可见组C表面最为致密,血镁浓度显示经复合改性后血镁浓度变化较小,扭出实验显示各周组C>组B>组A,并具有统计学差异,HE染色和免疫组化及灰度值分析显示各周组C骨整合能力最强。结论:纯镁植入体经超声微弧氧化碱液(NaOH)处理及硅烷偶联丝素蛋白的复合改性后具有更理想的降解速率及更强的促进骨整合能力。

纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层制备及抑菌性

目的采用多种表面技术复合在纯镁表面制备了功能性生物复合膜层,以调控医用纯镁降解速度,赋予纯镁内固定材料的抑菌性和生物活性。方法分别通过纯镁微弧氧化,电镀壳聚糖、海藻酸钠,化学镀铜等方法,制作不同复合膜层,分别为纯镁微弧氧化膜层(A组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖复合膜层(B组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠复合膜层(C组)、纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠/壳聚糖复合膜层(D组)和纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层(E组)。采用扫描电子显微镜分析膜层的微观形貌,测定润湿角,将材料与大肠杆菌共同培养,计算抑菌率。结果 A组表面有很多微孔和少量微裂纹,B组表面的微孔和微裂纹减少,C组的微孔和裂纹基本消失,D组和E组表面的微孔裂纹消失并出现微网状结构。A组和E组为亲水性膜层,C组为疏水性膜层,B组和D组的膜层接近疏水性。A组抑菌率最低,B、C、D组的逐渐增高,分别为26%、30%、61%,E组的抑菌率高达88%。结论纯镁微弧氧化-壳聚糖/海藻酸钠载铜复合膜层有封孔和愈合裂纹的作用,具有较好的抑菌性。

PP化学镀Ni-Cu-P导电粉末及其涂覆ABS板电磁屏蔽性能研究

选用轻质聚丙烯(PP)粉末作芯材,在其表面化学镀覆Ni-Cu-P合金,制备出复合导电粉末并进行了测试。针对PP化学稳定性好、憎水性强的特点,采用了特殊的镀前处理方法。使用该导电粉末制备导电涂料并对(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)板进行涂覆,对其电磁屏蔽性能进行测试。结果表明,PP粉末镀层表面质量良好、电阻率较低,镀层电阻率随镀层中铜含量增加而降低;涂料涂覆的ABS板的电磁屏蔽性能较好。

整体式空腔Cu靶的化学镀制备工艺

对整体式空腔 Cu 靶的化学镀制备工艺和靶表面抗腐蚀处理进行了研究。选用有机玻璃(PMMA)作芯铀,对芯轴表面活化处理,在芯轴表面化学镀 Cu,再用苯骈三氮唑(C6H5N3)溶液钝化处理Cu靶表面,溶蚀芯轴,最终获得整体式空腔 Cu靶。该法工艺简单,制备费用较低,对惯性约束聚变研究所需其它金属或合金空腔靶的制备具有较高的参考价值。

纯镁微弧氧化-NaOH(HF)-硅烷复合处理涂层细胞相容性研究

目的针对纯镁微弧氧化涂层存在孔隙,研究纯镁经过微弧氧化-氢氟酸-硅烷偶联和微弧氧化-氢氧化钠-硅烷偶联后处理的材料细胞相容性。方法试验材料分为三组,A组纯镁微弧氧化涂层,B组为微弧氧化-HF-硅烷偶联剂处理涂层,C组微弧氧化-Na OH-硅烷偶联剂处理涂层。采用CCK-8检测成骨细胞增值情况,碱性磷酸酶检测细胞活性,激光共聚焦检测成骨细胞粘附能力,扫描电镜观察细胞附着情况。结果三组试样随着时间增加,细胞的粘附、增殖、分化能力均得到提高;在相同时间内,C组高于B组,B组高于A组。结论纯镁微弧氧化经后处理材料细胞相容性好于纯镁微弧氧化材料,其中纯镁微弧氧化-Na OH-硅烷偶联处理的材料,生物相容性最好。

不锈钢表面改性新工艺

提出了一种不锈钢化学镀新工艺,采用该工艺得到Ni-W-B／CaF2镀层,经检测在 700 C的高温下,其耐磨性能十分优异,摩擦因数较小,有广阔的应用前景。

胶原/细菌纤维素复合材料的细胞相容性评价

目的评价胶原/细菌纤维素复合材料的细胞相容性。方法将胶原(collagen,Col)和细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)通过物理交联法和化学交联法制备成Col/BC物理组和Col/BC化学组,以BC为对照组,采用SEM(扫描电镜)观察材料形貌。采用小鼠胚胎成骨细胞株(MC3T3-E1)与材料复合培养,分为空白对照组(等量的细胞悬液)、材料对照组:BC、实验组1:Col/BC物理组、实验组2:Col/BC化学组观察细胞生长状况,MTT(四氮唑盐)观测细胞在1、2、3、4、5、6 d后的增殖情况,细胞与材料复合第48 h,SEM观察细胞粘附形貌。结果 SEM观察在BC纤维上均匀包覆了一层蛋白质,MTT检测结果表明3 d后Col/BC(物理交联组)组高于其他组,实验组与材料对照组:BC相比,差异有统计学意义(P<0.05)。SEM观察在细胞与材料复合培养48 h,纤维表面均有少量成骨细胞粘附。结论与材料对照组:BC相比,Col/BC物理组和Col/BC化学组均具有良好的细胞相容性,其中,Col/BC物理组表现出更好的细胞相容性。

纯镁超声微弧氧化-植酸-载锌、铜复合膜层植入体动物植入研究

目的探讨纯镁超声微弧氧化-植酸-载锌、铜复合改性对纯镁植入体骨结合的影响。方法以纯镁微弧氧化(Microarc oxidation,MAO)A组为对照组,实验组为MAO-植酸B组、MAO-植酸-载锌C组、MAO-植酸-镀铜D组,植入兔子下颌骨中,通过扫描电镜观察植入体膜层的形貌,锥形束投照计算机重组断层影像设备(Cone beam CT,CBCT)观察植入体与骨界面结合与降解情况,HE染色观察骨组织形态,免疫组化观察骨界面BMP-2情况及灰度值变化。结果通过CBCT的观察其骨性结合较好的为6W时的C组和D组,A组较B组差。HE染色、免疫组化分析及灰度值的统计学分析,均表现出C组和D组好于B组,B组好于A组,并具有统计学意义。结论纯镁经超声微弧氧化-植酸-载锌、铜复合处理后,减缓了镁基体的溶解,具有更强的促进骨结合的能力。

纯镁载银微弧氧化生物涂层的体外抗菌作用

镁基金属材料具有生物可降解性、优异的生物活性和一定抑制细菌能力。本文在超声微弧氧化电解液添加Ag NO3,获得载银生物涂层,不仅可以缓解镁基材料降解过快,而且可以预防植入前期的感染问题。本实验在电解液中添加0.03 g/L、0.05 g/L、0.08 g/L的Ag NO3为实验组,在纯镁表面制备含Ag量不同的涂层与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌共同培养,检测抗菌性。结果表明:不添加银的微弧氧化涂层没有抗菌性,当电解液中Ag NO3添加量为0.03 g/L时获得的涂层有抗菌作用,当Ag NO3添加量超过0.05 g/L,获得的涂层对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有强抗菌性能。

成骨细胞与BC/PLA/HA复合支架材料体外培养的初步结果

目的探讨成骨细胞在细菌纤维素/聚乳酸/羟基磷灰石复合支架中的生长和增殖情况。方法将成骨细胞以5×104/ml的密度接种于细菌纤维素(BC)、细菌纤维素/聚乳酸(BC/PLA)、细菌纤维素/聚乳酸/羟基磷灰石(BC/PLA/HA)三种支架中,进行体外培养。采用MTT比色法测定1、3、5、7 d的成骨细胞增殖情况;碱性磷酸酶活性测定法检测3、6、9 d的碱性磷酸酶活性变化,并通过扫描电镜观察细胞在复合支架中的形态变化。结果实验组与对照组比较1、3、5、7 d细胞的增殖量(OD值)有统计学差异(p<0.05),其中BC/PLA/HA组的OD值高于其他实验组;第3 d至第9 d三组细胞的ALP分泌量均呈上升趋势,各组间比较均有统计学差异(p<0.05);复合培养6d SEM观察可见三组材料中均有细胞的粘附,BC/PLA/HA组的细胞生长状态好于其他两组材料。结论 BC/PLA/HA较BC/PLA和BC有利于成骨细胞的增殖和生长。

强化抛光振动台固频调谐的变刚度调节装置设计

在弹性支承梁变刚度调谐固频可行性的理论分析基础上,确立了由电动激振方式的振动系统和阿基米德螺线盘(阿线盘)传动组成的变刚度调节装置的总体设计方案,并对阿线盘、移动支座下端爪齿、传动受力情况等的设计要点进行了分析与计算。装置运行表明,这种装置以调节弹性支承梁刚度方式调谐振动系统固频效果显著,该装置设计具有实用价值。

明胶/细菌纤维素复合材料生物相容性的实验研究

目的探讨明胶/细菌纤维素复合支架材料生物相容性。方法将明胶(Gel)和细菌纤维素(BC)通过物理混合法和化学交联法制备成物理组Gel/BC和化学组Gel/BC,以BC为对照组,对3种支架材料进行细胞粘附实验,MTT比色法测定细胞增殖情况,扫描电镜观察细胞的生长情况。将3种材料分别植入20只雄性新西兰大白兔下颌骨缺损模型中,分别于4,8,12 w进行组织学染色分析、电镜扫描指标检测,统计学分析,比较各组修复骨缺损的效果。结果与对照组比较,实验组细胞增殖有统计学差异(P<0.05),SEM观察可见3组材料中均有细胞的粘附,细胞在物理组Gel/BC上生长状态好于其他两组,胞体均较饱满,伪足较多。体内植入后分别于4,8,12 w经扫描电镜和组织学观察,观察期间材料和骨组织由纤维结缔组织构成,物理组Gel/BC更加致密,空隙更小,骨小梁,新生骨均优于对照组。结论物理组Gel/BC对骨的修复效果最好,化学组Gel/BC次之,均优于BC。明胶/细菌纤维素复合支架材料具有良好生物相容性,有望成为新一代骨组织工程替代材料。

纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理涂层的细胞生物相容性

目的通过对纯镁超声微弧氧化表面进行植酸及丝素的复合处理,调控纯镁超声微弧氧化的耐腐蚀性和提高细胞生物相容性。方法实验分为三组,A组纯镁超声微弧氧化,B组纯镁超声微弧氧化-植酸,C组纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素。通过SEM扫描电镜观察表面形貌,CCK-8(Cell Counting Kit-8)检测细胞增殖和粘附能力,通过激光共聚焦显微镜检测细胞粘附形态,ALP(碱性磷酸酶)检测细胞碱性磷酸酶活性。结果 B组纯镁MAO-植酸处理后,与A组纯镁MAO表面形态比较,减少了膜层微孔和裂纹,由于丝素蛋白与植酸的羟基发生了氢键及配位键作用,使C组纯镁MAO植酸-丝素较A、B两组更易于成膜,增加生物活性。结论经过超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理后的试件,其生物相容性明显提升,优于其他两组。