游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠软骨的保护效应

背景:游泳运动是膝骨关节炎重要的非药物治疗手段,可以有效缓解膝骨关节炎,但目前游泳运动对老年膝骨关节炎的影响和机制尚不明确。目的:探讨游泳运动对老年膝骨关节炎小鼠关节软骨的影响。方法:将6只3月龄雄性C57BL/6小鼠作为年轻组,将12只18月龄雄性C57BL/6小鼠随机分为老年组和游泳组,每组6只。游泳组小鼠进行1周的适应性游泳和8周的正式游泳运动。干预结束后,对各组小鼠进行步幅分析和取材。通过血常规检测外周血白细胞和淋巴细胞总数;苏木精-伊红染色和番红O-固绿染色法观察软骨形态;软骨细胞计数和改良Mankin’s评分评估关节软骨损伤程度;免疫组织化学染色和RT-qPCR法检测关节软骨中Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖和基质金属蛋白酶13的蛋白和mRNA表达。结果与结论:①与年轻组相比,老年组小鼠步幅明显下降(P<0.05),外周血白细胞和淋巴细胞计数均明显升高(P<0.05),关节软骨表面不平整、软骨细胞异常、蛋白多糖丢失,软骨细胞计数显著下降(P<0.05),改良Mankin’s评分明显升高(P<0.05),Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达减少(P<0.05)、基质金属蛋白酶13的表达增加(P<0.05)。②与老年组相比,游泳组小鼠步幅明显上升(P<0.05),外周血的淋巴细胞计数明显下降(P<0.05),关节软骨表面较平整、软骨细胞较正常、蛋白多糖丢失较少,软骨细胞计数显著升高(P<0.05),改良Mankin’s评分明显下降(P<0.05),Ⅱ型胶原和聚集蛋白聚糖的蛋白和mRNA表达增加(P<0.05)、基质金属蛋白酶13的表达减少(P<0.05)。③结果说明,游泳运动可减少老年小鼠的血中炎性细胞,改善关节软骨细胞、基质成分及软骨组织形态,对老年膝骨关节炎小鼠软骨具有保护效应。

压电生物材料在组织再生领域的研究与应用进展

人体的内源性电场调节着相关生理过程。电刺激已被证明能够促进组织修复和再生。压电生物材料作为一种能将机械能转化为电刺激的智能材料,在组织再生领域有着良好的应用前景。该文综述了目前压电生物材料的分类和其促进组织再生的作用机理,以及压电生物材料在骨组织、神经组织、皮肤组织、肌肉组织和心血管等组织再生领域的最新研究与应用进展,最后总结分析了目前压电生物材料在实际应用中存在的不足和相应的改进措施。

掺硅羟基磷灰石微球的微流控制备及其体外生物活性研究

可注射生物活性陶瓷不仅具有良好的生物相容性,而且能够促进成骨分化和血管生成。羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2),HA)是人骨的主要成分。采用微流控技术,成功制备出粒径480μm的均一硅酸钙(CaSiO_(3),CS)微球,并以其为前驱体,在磷酸三钠(Na_(3)PO_(4))水溶液中进行24 h水热转化处理,得到具有纳米线结构的含硅羟基磷灰石微球(Si-nHA)。该纳米线直径约100~200 nm,长度约1~2μm。Si-nHA微球比表面积为7.78 m^(2)/g,远高于纯HA微球的比表面积(0.08 m^(2)/g),高比表面积使得Si-nHA微球具有更加优异的蛋白负载和缓释性能。同时,Si-nHA微球释放的硅(Si)离子能显著促进大鼠骨髓间充质干细胞(rBMSCs)的增殖,以及相关成骨(OPN,OCN)和成血管基因(ANG-1)的表达。研究结果表明,Si-nHA微球在微创骨修复领域有良好的应用前景。

β-磷酸三钙/硅酸钙复合生物陶瓷的制备及性能研究

以β-磷酸三钙/硅酸钙(β-TCP/CS)纳米复合粉体为原料,制备了质量比为50∶50的β-TCP/CS复合生物陶瓷．研究表明,1150℃烧结5h得到的样品强度最好,其致密度＞96%,晶粒尺寸约120nm,强度达126MPa、同人体致密骨相当；复合陶瓷在模拟体液中浸泡1天表面就全部被类骨羟基磷灰石层覆盖住,28天的降解率达10．1%,具有良好的生物活性和降解性．研究结果显示β-TCP/CS复合生物陶瓷有望作为强度较好的可降解生物活性硬组织修复材料．

多孔硅酸钙生物陶瓷的制备及体外活性和降解性研究

以聚乙二醇为造孔剂,制备了多孔硅酸钙生物陶瓷.应用本文提供的方法,可制得孔连通性好、气孔率53.7%-73.6%、抗压强度4.9-48.5MPa、大孔孔径200-500μm的多孔陶瓷.研究表明,多孔硅酸钙生物陶瓷的力学强度随造孔剂含量的增加而明显降低,而气孔率则相反.应用模拟体液浸泡实验研究了多孔陶瓷的体外生物活性和降解性.研究表明,样品在模拟体液中浸泡1天表面就全部被碳酸代羟基磷灰石层覆盖住.气孔率为63.1%的样品7天的降解率达7.14%,具有良好的降解性.研究结果显示多孔硅酸钙生物陶瓷有望作为硬组织修复支架材料用.

人工神经网络-分光光度法同时测定合金钢样中的铈组各个稀土元素

以二溴对甲基偶氮磺 ( DBM- SA)为显色剂 ,应用化学计量学中人工神经网络原理 ,结合分光光度法 ,对吸收光谱严重重叠的铈组五个元素不经分离可直接进行同时测定。对合金钢试样中铈组五个元素的个别含量及铈组总量的测定 ,结果令人满意。

采用超细粉体和放电等离子烧结技术制备透明β-磷酸三钙生物陶瓷的研究

应用化学沉淀法制备了粒径约100nm的β-磷酸三钙(β-TCP)超细粉体,并采用放电等离子烧结技术烧结β-TCP,在875℃的烧结温度、150℃／min的升温速率和40MPa的烧结压力下,保温2min,制备得到透明的β-TCP生物陶瓷．XRD、FESEM、密度和透光性能分析结果表明,制备得到的β-TCP生物陶瓷纯度高、结构致密、晶粒平均尺寸约250nm、具有良好的透光性能．细胞相容性研究的结果表明,透明β-TCP生物陶瓷对骨髓间质干细胞的增殖作用明显高于常规的通用聚乙烯培养板．

超声化学法合成纳米羟基磷灰石粉体的研究

以Ca(NO3)2和(NH4)2HPO4为原料,应用超声化学法制备得到了尺寸约20nm×120nm、分散性良好的针状羟基磷灰石(HAp)纳米粉体。对比研究了超声化学法与传统的化学沉淀法对HAp粉体的结晶性能、Ca/P摩尔比和产率的影响。研究表明,与传统的化学沉淀法相比,超声化学法可以在较短的时间内显著地提高纳米HAp的合成效率、结晶度、Ca/P摩尔比和产率。

改善磷酸钙陶瓷生物活性的途径

生物陶瓷的研究与应用开发是生物医学工程和生物材料领域研究的热点之一。磷酸钙（Cacium phosphate，CaP）类材料与人体天然骨的无机成分相似、并具有良好的生物相容性和骨引导能力，

基于纳米ZnO/聚氯乙烯的复合材料光催化性能研究

本文采用纳米氧化锌与聚氯乙烯溶液共混制备了复合材料前驱体,运用TG-DTA联机分析得到了其分解温度及相关热分解数据;经适当温度煅烧后得到复合材料光催化剂,并用TEM、XRD、FTIR、UV-Vis、ESR对复合材料进行分析表征。在室内普通照明用荧光灯作用下,以甲基橙溶液为催化对象,对复合材料的光催化性能进行了检测,并在相同条件下,与纳米氧化锌、纳米氧化钛及聚氯乙烯直接煅烧产物的光催化性能进行了比对分析;同时研究了pH值对复合材料光催化性能的影响。研究结果表明,复合材料对甲基橙催化降解8min后,甲基橙溶液的降解率接近100%,使用纳米氧化锌、纳米氧化钛和聚氯乙烯直接煅烧产物催化的甲基橙溶液的浓度基本没有变化;溶液偏中性有利于甲基橙的催化降解。

生物活性陶瓷材料表面碳酸羟基磷灰石形成及其微观结构的研究

制备了羟基磷灰石(HAP)、生物活性玻璃、硅灰石以及羟基磷灰石和硅灰石的复合陶瓷等几种不同的生物活性陶瓷材料,在同一条件下对材料进行模拟体液(SBF)浸泡实验并用傅立叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)对试样表面进行了表征.结果显示,几种生物陶瓷材料经模拟体液浸泡后,表面都沉积了碳酸羟基磷灰石(HCA).不同的材料,表面沉积HCA的速度和微观结构有所差异.在硅灰石表面沉积HCA的速度最快,而在HAP表面沉积HCA的速度为最慢.HAP和硅灰石表面沉积的HCA层较为疏松,与此相比生物活性玻璃表面沉积的HCA层较为致密.这几种生物活性陶瓷材料表面沉积的HCA基本上都为光滑的球形颗粒.羟基磷灰石与硅灰石复合后不仅沉积HCA的速度发生很大变化,而且表面生成的HCA的微观结构也发生了改变.我们的结果显示,在模拟体液中材料表面HCA沉积速度和微观结构可以作为评价无机生物材料体外生物活性的一个重要方法,而通过羟基磷灰石和硅灰石复合可以调控材料的生物活性。

人工神经网络-分光光度法同时测定合金钢样中的铈组稀土元素

以二溴对甲基偶氮溴磺(DBMBSA)为显色剂,应用人工神经网络原理,结合分光光度法,对吸收光谱严重重叠的铈组5种元素不经分离直接同时测定各自含量,实现了合成样品和合金钢样品中个别分量和铈组总量的测定,并进一步讨论了人工神经网络的结构和参数对结果的影响。

多孔硅酸钙生物陶瓷体内非骨性环境的植入研究

采用泡沫浸渍法制备了多孔硅酸钙(CS)和β-磷酸三钙(β-TCP)生物陶瓷材料,将其植入家兔皮下筋膜组织中以研究其非骨性环境下的生物学行为.CS,β-TCP分别植入1、2、4周后取材,采用SPECT、Micro-CT、V-G染色、SEM、EDX等方法进行样品的观察分析.研究表明,多孔硅酸钙生物陶瓷植入后未见明显毒性反应、且表面沉积了一层类骨羟基磷灰石层,说明材料具有良好的生物相容性和生物活性.植入4周时SPECT扫描表明,CS和β-TCP的ROI值分别为53.95±15.14和9.81±3.64(p<0.01),表明CS的血管化程度明显高于β-TCP.植入4周时Micro-CT分析表明,CS和β-TCP的残余材料占总体积百分比分别为(16.41±1.96)%和(30.72±0.69)%(p<0.05),组织学半定量分析也表明,CS的残余面积明显小于β-TCP(p<0.01),说明CS的降解性明显优于β-TCP.与β-磷酸三钙相比较,多孔硅酸钙陶瓷材料在早期血管化、新生组织形成、材料降解性方面均具有明显优势.研究结果显示,多孔硅酸钙生物陶瓷有望用作硬组织修复和组织工程用支架材料.

人工神经网络-分光光度法同时测定废水中的金和钯

贵金属金和钯都能与新试剂5-(2-羟-基3,5-二甲基苯偶氮)罗丹宁(HD-PAR)形成稳定的红色络合物,由于二者吸收峰严重重叠,采用化学计量学中的人工神经网络方法实现了金和钯的同时测定,方法可用于废水中金和钯的同时测定。

高选择性试剂5-(2-羟基-3,5-二甲基苯偶氮)罗丹宁与钯Ⅱ的显色反应研究及其应用

阐明了新合成的高选择性试剂5 (2 羟基 3,5 二甲基苯偶氮)罗丹宁(HDPAR)与钯反应的研究与应用,建立了测定钯的新方法。在盐酸介质中,乳化剂OP存在下,HDPAR与钯 形成稳定的红色络合物,在25mL溶液中,钯在0～20μg范围内符合比尔定律,表观摩尔吸收系数ε=8 31×104,该试剂选择性好,无需加入掩蔽剂或其他分离手段,即可直接用于钯碳催化剂中钯 的测定,结果满意。

γ-硅酸二钙陶瓷的生物活性和细胞毒性研究

对溶胶-凝胶法合成的硅酸二钙粉体通过冷等静压成型,在1450℃下无压烧结,制备出高纯度的,γ-硅酸二钙(γ-Ca2SiO4)陶瓷,并对γ-Ca2SiO4陶瓷的体外(in vitro)生物活性和细胞毒性进行了研究.实验结果表明,该陶瓷具有优良的生物活性,在模拟体液(SBF)中浸泡72h后陶瓷表面沉积类骨碳酸羟基磷灰石层(CHA);材料溶解释放的钙、硅离子对成纤维细胞无毒副作用,在适当浓度下还能促进细胞增殖;该陶瓷还能支持骨髓间质干细胞(BMSCs) 的贴壁、黏附和铺展.因此,γ-Ca2SiO4陶瓷是一种生物活性优良和无细胞毒性的新型生物活性陶瓷材料.

微电极结构Ag／ZnO／NiO三层复合膜的制备及光催化性能的研究

通过溶胶-凝胶结合光还原沉积法在普通玻璃片上制备了Ag-ZnO-NiO系复合薄膜。使用SEM,PL,XRD,UV-Vis等手段对薄膜的表面形貌,物相组成及光学性质作了考察和研究。XRD和UV-Vis分析表明复合薄膜中包含NiO和ZnO的双层异质结构;FESEM结果表明Ag和ZnO分别在其各自的衬底上生长但没有形成完全覆盖,PL光谱表明三层膜的发光强度小于双层膜和单层膜。使用甲基橙为模型底物测试了薄膜在紫外线下的光催化氧化能力,结果表明,三层复合薄膜Ag/ZnO/NiO的活性相比氧化锌单层薄膜和双层薄膜有不同程度的提高。这是由于上层薄膜不能完全包裹下层膜,导致在表面形成了许多微电极结构,这些微电极结构能够使光生电子空穴对得到有效分离。

新显色剂二溴对甲基偶氮溴磺光度法测定铈组稀土的研究及应用

研究了新显色剂二溴对甲基偶氮溴磺与铈组稀土的显色反应 ,在 0 .6mol·L-1的盐酸介质中 ,试剂与铈组稀土元素形成 2∶ 1稳定的蓝色络合物 ,其最大吸收波长位于 642 nm处 ,稀土含量在 0～ 1 .0 μg/m L 范围内符合比耳定律。建立了直接光度法测定钢铁样品中铈组稀土总量的方法。

纳米羟基磷灰石粉体的制备及其对苯酚吸附研究

应用化学沉淀法制备得到纳米羟基磷灰石(n-HAp)粉体,并研究了n-HAp粉体对水溶液中苯酚的吸附性能。考查了n-HAp粉体的用量、溶液的pH值和苯酚的初始浓度对苯酚吸附量的影响。研究结果表明:n-HAp对苯酚具有很好的吸附效果,在2h内即可达到吸附平衡;饱和吸附量达到11.0mg/g;pH值对吸附性能的影响明显,在强酸和强碱情况下能有效提高n-HAp对苯酚的吸附量;苯酚的去除率随粉体用量的增加而提高。

生物医学工程材料β磷酸三钙生物陶瓷的体外降解性能研究

目的对磷酸钙生物陶瓷在体外环境下的降解作用的定量和定性分析,评价其降解性能和生物学安全性。方法实验选用一种可控性微结构多孔生物陶瓷的不规则形颗粒,参照ISO10993-14的方法,将5g材料浸泡在极限溶液和模拟溶液中,经120h后分别过滤并称重,运用ICP法分析其滤液。结果在极限溶液中材料浸泡后残留质量增加63.7mg,滤液中钙、磷、钠含量明显增加;而在模拟溶液中浸泡后材料残留质量减少7.6mg,滤液中钙、磷含量增加。结论β-TCP多孔生物陶瓷在体外能被降解,其降解成分主要为钙和磷,为进一步探讨该材料的体内生物降解性奠定基础。