椎体强化术后恢复高度对邻近椎体的影响:一项有限元分析

背景:椎体压缩骨折是当前骨科领域中常见的疾病,椎体强化术后邻近椎体发生再骨折是一个不可忽视的问题,这对患者的正常生活产生了严重的影响。目的:旨在利用CT图像,建立不同恢复高度的椎体强化后模型。采用有限元分析的方法得出不同恢复高度下邻近椎体的应力情况,并进一步探讨椎体强化术后伤椎高度恢复的重要性。方法:建立并验证了胸腰椎(T_(11)-L3)有限元模型,并在此基础上构建了4种不同恢复高度(100%,80%,60%,40%)的L1术后有限元模型,其中骨水泥容量随着恢复高度的变化而变化。具体模型如下:Model 1为正常恢复高度的术后模型,骨水泥容量为8.3 mL;Model 2为L1前部高度切除20%,后凸角变为10.41°的术后模型,骨水泥容量为6.9 mL;Model 3为L1前部高度切除40%,后凸角变为20.17°的术后模型,骨水泥容量为4.7 mL;Model 4为L1前部高度切除60%,后凸角变为28.85°的术后模型,骨水泥容量为3.6 mL。对术后模型进行评估时,施加了7Nm的力矩和500N的轴向力,记录并分析L2上终板和T12下终板的峰值应力,以及L2和T12松质骨的峰值应力。结果与结论:①L2上终板、T12下终板、L2松质骨、T12松质骨各工况的最高峰值应力都出现在Model 1和Model 4,特别是T12下终板(除后伸工况外),前屈、左右侧弯和左右旋转工况都在Model 4达到了最高峰值应力,应力分别为50.3,33.1,44.9,34.3,31.9 MPa;②根据邻近椎体终板和松质骨的峰值应力,排除Model 1和Model 4两个模型后,大部分工况的最小峰值应力都是出现在Model 2模型上,且Model 2模型出现最小峰值应力的情况占据了66.6%,尤其是在L2的上终板和松质骨(除后伸工况外),最小峰值应力都是出现在了Mode 2上;③因此将恢复高度控制在原高度的100%和40%左右是比较危险的恢复高度,对邻近椎体的影响较大;将恢复高度控制在原高度的80%左右可能是一个较为理想的选择;恢复高度在原高度的80%左右,邻近椎体所承受的应力较小,从而减小了患者发生邻近椎体再骨折的风险。

径向梯度三周期极小曲面骨小梁支架结构设计与力学性能分析

背景:传统骨植入物的弹性模量较大,与人体骨弹性模量不匹配,会引起应力遮挡效应,从而导致骨吸收。径向梯度三周期极小曲面骨小梁支架具有与人体松质骨匹配的弹性模量,且屈服强度大于人体皮质骨屈服强度,为骨支架设计提供了一种新的选择。目的:通过隐式曲面法构建径向梯度三周期极小曲面结构,采用激光选区熔化技术制备样件,进行准静态压缩实验,得到力学性能与人体骨骼匹配的骨小梁支架。方法:通过隐式曲面法,建立G型、Ⅰ型、P型和D型4种径向梯度三周期极小曲面骨小梁支架;采用激光选区熔化技术制备样件,观测成型样件的表面形貌,评估成型质量,进行准静态压缩实验,评估样件的力学性能。结果与结论:准静态压缩实验结果表明,对比4种径向梯度三周期极小曲面支架,G支架平台应力波动小,没有出现失效断裂,塑性最好;对45%,55%和65%3种孔隙率G支架的力学性能进行分析,发现55%孔隙率G支架的弹性模量在人体松质骨的弹性模量范围内(0.022-3.7 GPa),屈服强度接近人体皮质骨最大屈服强度(187.7-222.3 MPa)。结果显示,55%孔隙率的G型径向梯度三周期极小曲面骨小梁支架能够降低应力遮挡效应,承受较高人体载荷,提高植入物的稳定性,延长植入物的使用寿命。

藏猪促红细胞生成素(EPOR)基因的表达与低氧适应分析

为了解促红细胞生成素受体(EPOR)对动物低氧适应的重要作用,试验选取饲养在西藏林芝(海拔约3 000 m)的高原藏猪、高原大约克猪和饲养在北京(海拔约100 m)的大约克猪(低地大约克猪),在6月龄进行屠宰,采集心脏、肝脏和肺脏器官组织,使用荧光定量PCR技术测定EPOR基因的表达量。结果表明:猪EPOR基因在肺脏器官组织中表达量比较高,在心脏和肝脏器官组织中表达量较低。高原藏猪EPOR基因的表达量在3个器官组织中均高于高原大约克猪和低地大约克猪,但在肺脏器官组织中高原藏猪与高原大约克猪相比差异不显著(P>0.05)。大约克猪从低地移居到高原地区,器官组织中EPOR基因表达量均显著增加(P<0.05)。EPOR基因是受低氧调控的基因,低地大约克猪移居到高原之后该基因表达量增加;高原藏猪EPOR基因表达量高于大约克猪,可能对其高原适应性具有重要作用。

精密滚珠丝杠螺母副热平衡-温升特性仿真研究

滚珠丝杠单元热特性仿真建模是精密机床直线进给系统热平衡优化设计与热误差抑制方法的基础.目前的建模方法中,对于滚珠螺母副的相对运动环节多采取不同程度的简化措施,这是造成现有模型仿真精确性欠佳的关键原因.本文在充分考虑丝杠螺母副相对移动效果的基础上,构建出一种精密滚珠丝杠单元瞬态热平衡-温升特性有限元仿真模型.首先,利用APDL定义了滚珠螺母与丝杠的位移-时间关系,从而在瞬态仿真建模中实现了滚珠螺母-丝杠结构的往复线性相对运动效果;其次,综合考虑了滚珠螺母-丝杠摩擦生热、滚珠-螺母与滚珠-丝杠间接触热阻及中空循环液-丝杠螺母副的流-固耦合换热效应等因素,构建起精密滚珠丝杠螺母副的热平衡-温升特性仿真模型;基于该模型重点研究了精密滚珠丝杠单元在不同循环换热条件下循环冷却液换热功率与丝杠螺母副生热功率的平衡匹配特性,及其对滚珠丝杠螺母副温升特性的影响.最终,通过对比试验验证了该仿真建模方法的准确性.研究结果表明:循环冷却液换热量不仅来源于螺母副生热,也来源于丝杠其他结构;只有当循环液换热功率增大至螺母副生热功率的1.5倍左右时,螺母副生热才可能被冷却液完全吸收,其温度值开始低于环境温度.该结论可以为滚珠丝杠单元的热平衡优化设计提供理论依据.

基于球杆仪的三轴数控机床热误差检测方法

热误差是影响机床加工精度的主要误差项.为了快速检测机床自身热误差,在研究机床综合误差和球杆仪检测原理的基础上,提出了一种快速有效的检测方法———球杆仪法.通过建立三轴数控机床的几何误差和热误差的综合误差模型,提出机床的几何误差和热误差的检测及分离方法,并对影响加工精度较大的主轴与Z导轨的平行度误差、标尺热变形导致的比例误差以及滚珠丝杠变形导致的周期性误差等主要热误差项进行了球杆仪圆轨迹测试法的模拟仿真,通过进行球杆仪检测实验,测得机床空载时的主轴端热漂移误差,得到其变化规律曲线.相对于传统热误差检测法,该方法简捷有效.

二维振动辅助微细铣削切削力建模与试验研究

基于力学解析法与斜角切削微元力模型,综合考虑刀具偏心、尺度效应与累积作用对瞬时切削厚度的影响,结合二维振动辅助微细铣削运动学特性,根据剪切区与犁耕区切削力大小不同的特点,建立了二维振动辅助微细铣削切削力模型。为实现振动辅助加工的目的,基于自行设计并优化的非谐振式二维柔顺振动平台,对铝合金Al6061进行了相应的二维振动辅助微细铣削试验研究,并利用MATLAB软件对铝合金Al6061的切削力曲线进行了仿真研究,通过对比分析验证所建立的二维振动辅助微细铣削切削力模型的正确性。最后,基于所建立的切削力模型,分别分析了振幅与振动频率对铣削力的影响规律。

基于HHT的煤岩破裂微震信号分析

微震信号处理是目前研究微震监测技术应用领域中的一个重要课题,应用ESG微震监测系统采集煤巷炮掘过程中产生的煤岩破裂微震信号,针对所采集微震信号具有明显的持续时间短、突变快等特点,选用希尔伯特黄变换(HHT)对其进行处理。HHT包括EMD分解和Hillert变换两部分,微震信号经过EMD自适应分解得出9个IMF分量和一个残余分量,对各IMF分量进行Hillert变换做出Hillert谱,从Hillert谱中得出煤岩破裂微震信号频率响应主要集中在500-800Hz,用边际能量谱加以验证得出Hillert谱在应用中的准确性,为进一步认识煤岩破裂的机理和预测煤岩动力灾害提供了有效的技术途径。

IGF-Ⅱ和IGFBP5基因在鸡胚胎发育过程中腿部肌肉表达模式分析

为了研究胰岛素样生长因子-Ⅱ(IGF-Ⅱ)、胰岛素生长因子结合蛋白5(IGFBP5)在鸡胚胎腿部肌肉发育过程中的作用,研究采集藏鸡和矮小蛋鸡种蛋孵化第9天、第13天、第20天鸡胚胎的腿部肌肉组织,并利用荧光定量PCR技术检测IGF-Ⅱ、IGFBP5 mRNA的表达水平,同时检测IGF-Ⅰ基因编码区的单核苷酸多态性(SNPs)并采用RFLP方法对筛选到的SNPs进行群体水平分型。结果表明:藏鸡和矮小蛋鸡胚胎腿部肌肉组织在孵化第9天和第13天时IGF-Ⅱ的mRNA表达量均显著高于第20天(P<0.05),而2个品种间在孵化第9天、第13天、第20天差异均不显著(P>0.05)。IGFBP5 mRNA的表达水平在第9天时藏鸡与矮小蛋鸡均显著高于第13天、第20天(P<0.05),矮小蛋鸡IGFBP5第13天的表达量显著高于第20天(P<0.05),而藏鸡第13天与第20天相比差异不显著(P>0.05),2个品种IGFBP5的表达量均随着孵化时间的延长而逐渐降低,且在孵化第13天时藏鸡的表达量显著低于矮小蛋鸡(P<0.05)。在藏鸡和矮小蛋鸡的IGF-Ⅱ的编码区均发现c.345T>C SNPs,该SNPs在藏鸡中主要以CC基因型为优势基因型,基因型频率为0.63;而在矮小蛋鸡中主要以杂合子TC基因型为优势基因型,基因型频率为0.67。IGF-Ⅱ腿部肌肉组织的表达水平在鸡胚胎孵化中期(第9天和第13天)显著高于孵化后期(第20天),IGFBP5则是在鸡胚孵化第9天显著高于孵化第13天和第20天,可能是由于孵化中期是腿部肌肉快速发育阶段而后期腿部肌肉基本发育完好,导致IGF-Ⅱ和IGFBP5的表达水平随之变化。

新型浓密机耙架的设计与研究

研究设计了一种新型的曲耙结构,并借助多物理场协同仿真平台ANSYS Workbench,基于单向流固耦合理论分别对直耙和曲耙在实际工况下和泥浆的耦合系统进行了仿真计算。结果表明,在相同的进料浓度的情况下,曲耙较直耙能够更快地达到稳定运行状态,并且能够沉降出更高浓度的底流泥浆;稳定运行时曲耙的最大等效应力及最大变形量比直耙大,但均满足强度要求,不影响整机的稳定运行。

高等教育国际化背景下的“工程图学”全英文精品课程建设研究

为响应“一带一路”倡议,适应世界一流学科建设目标,结合河北工业大学工科为主的学科特点和“工学并举”的办学特色,面向留学生精心打造了具有国际视野、融合先进CAD技术、强化工程实践能力培养的“工程图学”精品课程,在高等教育国际化发展的背景下,该课程建设对于实现“质量为先,内涵式发展”的教育目标,促进工程专业本科留学生图学素养的全面提升具有重要意义。

藏鸡MHC B-G基因第1、2外显子的遗传多态性分析

本研究根据NCBI上红色原鸡MHC(主要组织相容性复合物)B-G基因序列设计特异性引物,在藏鸡、白来航鸡、寿光鸡基因组中扩增出包含第一外显子、第二外显子在内的长度为1178bp的DNA特异性片段,并对该片段的核苷酸序列进行PCR测序及比对分析。结果发现:在MHC B-G基因的第1、2外显子上,藏鸡在177位存在突变点,由C→T;藏鸡在345位存在缺失现象,白来航鸡和寿光鸡都为C;藏鸡在511位存在突变点,由C→T;藏鸡在547位存在突变点,由T→C。

西藏高校分子生物学教学现状及创新建议

本文就西藏高校分子生物学的教学现状和问题进行分析,提出西藏高校分子生物学的发展必须要改革创新。建议从加强师资队伍建设、教学内容改革、摒弃传统授课方式、拓展学生实验能力等入手,满足学校教学和学生学习需求,促进西藏社会发展。

随动钻孔设备的摩擦轮分析

为了提高脚手架扣件的装配效率,设计了一种随动钻孔设备.该设备采用随动夹具带动钻孔模块循环运动的方式实现随动功能;采用摩擦轮传动的方式将动力传递给钻头实现同步钻孔功能.该设备中的关键传动部件--摩擦轮的作用尤为重要,对设备能否正常工作起着决定性作用.因此,笔者对摩擦轮进行了理论分析,确定摩擦轮的半径及其最小压紧力.并运用ANSYS进行仿真分析,得到最小压紧力下被动摩擦轮的变形情况,从而验证了所取主动摩擦轮半径的正确性.

“以赛促学、以赛促教、教学相长”多维度深入优化工程图学课程建设

文章提出“以赛促学、以赛促教、教学相长”多维度优化工程图学专业课程体系建设的思路,从教学内容、教学模式、教学手段、考核办法和教学策略等多个方面全方位提升教学质量。为了能够充分调动广大师生的积极性,将"成图大赛"作为一个校际互动交流、效果检验、互相学习的平台,并进一步将传统工程制图的教学内容与竞赛技术要求、工程实际需求以及国际先进教学思想紧密结合。文章的研究和实践工作对于改善和提升工程制图课堂教学效果,具有较强的理论意义和科学研究价值。

基于柔顺机构的二维振动平台设计与分析

为提高微型零件的加工质量,提出了一种新型压电驱动的二自由度(2-DOF)柔顺振动平台。首先,设计了一种新型的二维柔顺振动平台的结构。柔性铰链关于XZ和YZ平面具有镜像对称性,消除了平台的寄生运动与耦合误差。其次,在理论建模的基础上,建立了二维柔顺振动平台的等效动力学模型,分别通过理论计算与有限元分析研究其动力学和静力学特性,结果表明其一阶固有频率约为4200 Hz,单向驱动时工作行程约为22.6μm,双向驱动时工作行程约为26.4μm。工作台的轴向刚度为16.17N/μm,对于加工复杂表面织构具有重要意义。最后,通过理论分析结果与有限元仿真结果对比分析,验证了二维柔顺振动平台设计的正确性与可行性。

藏鸡屠宰性能及肉质特性

为研究藏鸡的肉用开发价值,测定了150日龄藏鸡的产肉性能、肉质指标、氨基酸和肌苷酸含量。结果表明,藏鸡公、母屠体率分别为88.95%和88.74%,半净膛率分别为75.55%和74.65%,全净膛率分别为56.30%和55.34%,胸肌率分别为15.00%和15.97%,腿肌率分别为23.69%和23.09%,胸肌滴水损失分别为2.68%和2.62%,肉色分别为3.52和3.74,剪切力值分别为2.95和3.08 kg,熟肉率分别为72.03%和71.12%,氨基酸质量分数分别为20.67%和19.78%,肌苷酸分别为2.32和2.50 mg/g。与我国其他地方鸡种比较,藏鸡屠宰性能低,但胸肌和腿肌率高,氨基酸含量高,人体必需氨基酸和鲜味氨基酸比例大;因此藏鸡具有肉质鲜美的特点,是发展具有高原特色优质养殖业的良好品种。

五轴数控机床转动轴误差元素的球杆仪检测方法

提出一种立式高速精密五轴加工中心转动轴C轴误差元素的球杆仪检测方法。建立了影响加工精度较大的C轴4项误差的球杆仪检测模式。通过机床多轴联动使球杆仪完成一圆弧轨迹运动,此过程中,采集球杆仪的杆长变化量,由数学建模及轨迹仿真,结合误差敏感方向分析,最终分离得到各误差元素值。通过对比球杆仪检测误差值与预设误差值,证明球杆仪检测法是一种高效准确的转动轴误差检测方法。

高原环境中藏猪血液生理指标测定与比较

藏猪是青藏高原特有的地方猪种。为了解其血液生理特征,本研究采用全自动血液分析仪测定6月龄藏猪和同环境中长白猪的血液常规生理指标,比较品种和性别的影响。结果表明性别对6月龄猪血液生理指标影响均不显著(P>0.05),藏猪比长白猪具有较高的WBC、LY#、Mid#、Mid#、PLT、PEW和PCT,但RBC、HGB、HCT、MCH明显较低(P<0.05)。藏猪血液生理指标具有高海拔低氧适应特征,抗病性能好,血液生理指标与人类有一定的相似性,适合用于医学实验动物。

维生素C对藏猪精液4℃保存及其精子全基因组DNA甲基化的影响

旨在研究维生素C对藏猪精液4℃保存效果及其精子全基因组DNA甲基化的影响。用手握法采集健康藏猪精液,在改进的猪精液低温稀释液中添加不同浓度的维生素C(0.0、2.5、5.0、7.5、10.0g·L^(-1)),4℃保存到第5天时,以藏猪精子活力、精子畸形率、精子顶体完整率和质膜完整率为评价指标,探讨维生素C对藏猪精液4℃保存的效果;用甲基化荧光定量法检测藏猪新鲜精液组、保存到第5天时未添加维生素C组、添加维生素C组(添加维生素C最佳效果组5.0g·L^(-1))精液DNA甲基化的水平,以探讨维生素C对藏猪精液4℃保存所造成的精子全基因组DNA甲基化的影响。结果显示:添加5.0g·L^(-1)维生素C组其精子活力、畸形率、顶体完整率和质膜完整率均显著好于其它组(P<0.05);鲜精组、未添加维生素C组、添加维生素C组的DNA甲基化水平分别为(0.604 7±0.040 3)、(0.920 2±0.016 9)、(0.656 9±0.048 3)ng,鲜精组与添加组均显著低于未添加组(P<0.05),而鲜精组与添加组间差异不显著(P>0.05)。综上表明,在改进的猪精液稀释液中添加5.0g·L^(-1)维生素C可以明显改善藏猪精液4℃保存的效果,并且可以明显降低4℃保存对藏猪精液精子全基因组DNA甲基化的影响,这将为藏猪精液低温保存的生产应用奠定基础。

浅谈新时期的教员素质结构

在部队院校全面转型与教学深化改变的新时期,教员素质就显得尤为重要了,本文给出了教员素质结构的划分基础,阐述了教员素质结构的主要内容,并进一步提出了优化素质结构的具体途径,以供同仁参考。