稻田节水灌溉系统的研究与设计

在研究水稻不同生育阶段需水规律的基础上,提出了一种基于无线传感网络技术的稻田节水灌溉控制系统。该系统通过在稻田土壤中分层布控土壤水分传感器和田面水势传感器,实现稻田土壤墒情的实时监测,依据水稻需水信息控制电磁阀的开关,合理调节稻田田面水层深度和土壤水分含量,为水稻的生长发育创造适宜的水、光、热、气环境,促进高产稳产,适时适量地科学供水,提高水肥利用的有效性,节约水稻田的灌溉用水。

三维多孔支架表面成型二氧化钛纳米管阵列体外促进人牙髓干细胞粘附及成骨分化

目的本实验计划将TiO_(2)纳米管阵列复合至二氧化锆(ZrO_(2))三维多孔支架表面,并探究对人牙髓干细胞(hDPSCs)早期粘附和增殖的影响。方法模板法制作ZrO_(2)三维多孔支架,质量分数5%、15%、30%TiO_(2)浆料涂层后500℃处理2 h, 10 mol/L的NaOH 110℃浸泡12、24、36 h,测定支架压缩强度及孔隙率,SEM观察表面形态,能谱仪分析表面元素类型和含量。选择出表面形态最优样品组为实验组,未成型纳米管样品为对照组,LRS测定表面物质的晶型并接种hDPSCs, SEM、鬼笔环肽染色观察细胞粘附。CCK-8检测细胞增殖,ALP检测成骨分化。结果 15%TiO_(2)涂层及NaOH处理24 h使ZrO_(2)支架表面具备了TiO_(2)(金红石)纳米管阵列,这类支架压缩强度为1.76 MPa,孔隙率为79%。细胞实验结果显示,实验组比对照组获得了更好的细胞丝状伪足和支架延伸,ALP表达显著增高,但CCK-8结果无差异。结论本实验在ZrO_(2)三维多孔支架表面成功构建成型TiO_(2)纳米管阵列,略微增加了支架压缩强度并可以促进hDPSCs的早期粘附和成骨分化,但对细胞增殖无明显影响。

胰岛素样生长因子-1基因转染对人牙髓干细胞体外矿化性能的影响

目的目前利用基因转染靶向干预胰岛素样生长因子-1(IGF-1)表达,优化人牙髓干细胞(hDPSCs)体外矿化性能的相关研究报道较少。文中旨在利用基因转染调控hDPSCs中IGF-1的表达,探讨对hDPSCs体外矿化性能的影响。方法首先培养hDPSCs,流式细胞仪鉴定细胞表型,并检测其克隆形成能力及多向分化能力。再用IGF-1过表达慢病毒转染hDPSCs获取过表达IGF-1,分为:hDPSCs-1组(hDPSCs未转染)、Con-over组(hDPSCs转染空载体)、IGF-1-over组(hDPSCs转染过表达IGF-1慢病毒)。用IGF-1低表达慢病毒转染hDPSCs获取低表达IGF-1,分为:hDPSCs-2组(hDPSCs未转染)、Con-inhibition组(hDPSCs转染空载体)、IGF-1-inhibition组(hDPSCs转染低表达IGF-1慢病毒)。采用qRT-PCR、Western blot及Elisa评估基因转染对hDPSCs中IGF-1基因、细胞内蛋白以及分泌蛋白表达的影响。采用CCK-8法检测hDPSCs增殖能力变化,通过ALP活性、茜素红染色及基质钙含量检测hDPSCs的矿化性能。最后采用qRT-PCR及Western blot检测成牙及成骨分化关键分子牙本质涎磷蛋白(DSPP)和骨钙素基因、蛋白水平的表达。结果与hDPSCs-1组、Con-over组IGF-1基因、蛋白表达量比较,IGF-1-over组显著升高(P<0.01)。与hDPSCs-2组、Con-inhibition组IGF-1基因、蛋白表达量比较,IGF-1-inhibition组显著降低(P<0.01)。IGF-1-over组较hDPSCs-1组、Con-over组可产生更多矿化结节,染色程度更深,基质钙含量更高(P<0.01)。IGF-1-over组DSPP基因表达(1.32±0.06)较hDPSCs-1组(1.03±0.03)、Con-over组(0.97±0.03)显著升高(P<0.01),骨钙素基因表达亦升高(P<0.05)。IGF-1-inhibition组DSPP基因、蛋白的表达较hDPSCs-2组、Con-inhibition组显著降低(P<0.01),骨钙素蛋白表达亦降低(P<0.05)。结论慢病毒转染可有效干预hDPSCs中IGF-1的表达,过表达IGF-1慢病毒转染可增强hDPSCs的成牙和成骨向分化能力,低表达IGF-1慢病毒转染可抑制hDPSCs的成牙和成骨向分化能力。

氧化石墨烯修饰三维氧化锆骨组织工程支架的制备及细胞相容性研究

目的为满足颌面部骨缺损修复的需要,文中旨在构建氧化石墨烯(GO)修饰的三维联通纳米氧化锆(ZrO2)骨组织工程支架,并评价GO修饰后复合支架的表面形貌、机械强度以及细胞相容性。方法采用改良Hummers法制备GO,扫描电镜、透射电镜及傅里叶红外光谱进行表征。硅烷介导下,将ZrO2支架与不同浓度(0.5、1、1.5mg/mL)GO分散液结合,选择表面均匀结合GO的复合支架进行压缩强度测试,并与人牙髓干细胞(hDPSCs)共培养,肌动蛋白染色观察细胞在支架上生长情况,MTS法检测细胞活力。结果表征结果显示:扫描电镜下观察,GO呈片状,可见褶皱的表面形貌,部分GO片层在边缘折叠翘起;透射电镜下可清晰地观察到GO呈轻纱状半透明微皱的片状结构,高分辨过滤像中可见该区域的晶体结构显示出与石墨一样的六元环结构。高倍电镜下1.0mg/mLGO-ZrO2支架可见到薄层的GO沉积在支架骨架的裂纹处,连接裂纹两端,并且可观察到陶瓷颗粒表面沉积带有褶皱的层状GO。机械性能对比结果显示,GO-ZrO2支架的压缩强度为([1.292±0.087)Mpa]较ZrO2支架([1.031±0.076)Mpa]显著增加(P<0.05)。与单纯ZrO2支架相比,在GO-ZrO2支架上均可见细胞更为密集的伸展黏附于支架表面,表现出更为活跃的细胞增殖状态。细胞活力检测结果显示,hDPSCs在GO-ZrO2支架上培养1、3、5d时,细胞活力均显著高于单纯ZrO2支架(P<0.05)。结论GO修饰ZrO2支架可改善机械性能,促进hDPSCs的早期增殖,呈现出良好的细胞相容性。

还原氧化石墨烯修饰壳聚糖骨组织工程支架的制备及表征

目的目前修复骨缺损的方式中,自体骨供量有限,异体骨或异种骨移植常出现术后排异反应,针对牙槽骨缺损修复而设计出一种来源广、价格低且生物相容性佳的骨组织工程材料迫在眉睫。文章旨在构建还原氧化石墨烯(rGO)修饰的壳聚糖骨组织工程支架,评价其表面形貌、理化特性及生物学性能。方法通过化学还原法制备rGO,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜及傅里叶红外光谱对其表征。再利用冷冻干燥法制备出CS/GP、0.1%rGO/CS/GP、0.25%rGO/CS/GP和0.5%rGO/CS/GP四组复合支架,SEM下观察支架表面形貌;计算各组支架的孔径、孔隙率、吸水率和降解率;电子万能试验机进行压缩强度测试,筛选出修饰支架的合适rGO浓度后,MTS检测两组支架细胞增殖速率,激光共聚焦观察两组支架鬼笔环肽染色。结果TEM下可更明显地观察到rGO的薄层结构,呈半透明状态,选区电子衍射图可见明显的六角衍射光斑。CS/GP组支架的网状骨架上较为平整;0.1%rGO/CS/GP组支架的个别网状骨架上可见rGO片层附着其上,但是数量较少,不易发现;0.25%rGO/CS/GP组支架的大多数网状骨架上均可观察到rGO片层的附着,使大多数的网状骨架上均呈现出褶皱状态;0.5%rGO/CS/GP组支架则可以发现很多的网状结构内有多数rGO片层堆叠,堵塞住许多原本的孔状结构。0.5%rGO/CS/GP组支架的孔隙率比CS/GP、0.25%rGO/CS/GP组低(P<0.05)。0.1%、0.25%、0.5%rGO/CS/GP吸水率(535.87%±13.21%、621.48%±15.99%、637.19%±11.73%)均高于CS/GP复合支架(343.98%±11.03%),差异具有统计学意义(P<0.05)。CS/GP复合支架的降解速率最快,在第7和21天时分别达到46.47%±3.13%和81.35%±0.85%,均高于0.1%、0.25%、0.5%rGO/CS/GP组支架(P<0.05)。复合支架的弹性模量也随着支架内rGO含量的增加而相应增加[CS/GP:(1.10±0.14)MPa;0.1%rGO/CS/GP:(1.24±0.21)MPa;0.25%rGO/CS/GP:(1.47±0.21)MPa;0.5%rGO/CS/GP:(1.87±0.25)MPa],其中0.5%rGO/CS/GP复合支架的弹性模量高于CS/GP支架(P<0.05)。MTS结果显示随着时间的延长,hDPSCs在两组支架上均能进行有效地细胞增殖,但是0.25%rGO/CS/GP组的细胞增殖更为迅速,在第5天和第7天时,两组间的增殖差异具有统计学意义(P<0.05)。结论0.25%的rGO修饰壳聚糖骨组织支架可改善其机械性能,提高原有支架的吸水率并降低降解速率,同时促进hDPSCs黏附及增殖速度,在骨组织工程领域表现出极大的潜力。

不老丸

我最喜欢《西游记》，每当看到娇（yao）精们为了能长生不老而拼命要吃唐僧（seng）肉时，我就想发明一种能使人长生不老的药丸，名字都想好了，就叫不老丸。不老丸的颜色是橙（cheng）黄色，功能当然是让我们长生不老，