骨质疏松骨微观力学性能退变影响破骨细胞生物学功能的机理研究

目的骨质疏松症严重威胁着人们的生命健康,亟需清晰认识其病理机制。在破骨细胞主导的骨质过度流失中,骨微观结构的影响不可忽视,尤其是矿化胶原纤维,然而,骨质疏松骨纳米结构与破骨细胞间相互作用规律的研究仍较少。方法通过卵巢切除术构建骨质疏松骨大鼠模型,8周后取出股骨做宏观力学性能评价,原子力显微镜(AFM)表征抛光骨片试样的微观结构、力学性质。RAW264.7细胞共培养于不同生理状态的股骨片表面,含50 ng/m L RANKL的基本培养基诱导;第9天,取出骨片试样,AFM观察破骨细胞的行为及骨吸收情况、骨吸收陷窝表面。结果宏观力学测试结果表明骨质疏松大鼠股骨的力学性能发生退变,AFM结果显示,相较于健康骨,骨质疏松骨在纳米尺度的矿物聚集体颗粒尺寸较小,弹性模量较大,表明微观结构趋向于脆性发展。细胞实验显示,在骨质疏松骨中,破骨细胞与骨吸收陷窝数量、面积均较大,骨吸收陷窝区域的胶原暴露更明显,弹性模量较小,表明破骨细胞在骨质疏松骨中的骨吸收程度更强。结论骨质疏松骨微观结构及力学性能的退变会增强破骨细胞的骨吸收功能。本研究为深入揭示骨质疏松症的恶性循环发展机理提供了新的思路,未来工作将从动态力学刺激的角度探究骨质疏松症发生发展机制。

Mo和V对FeCoNiCrAl_(0.3)高熵合金组织的影响

研究了Mo添加对FeCoNiCrAl_(0.3)高熵合金组织的影响。分析了V元素对高熵合金FeCoNiCrMo_(0.5)Al_(0.3)Vx的组织和力学性能的影响。通过混合焓、混合熵、原子半径差、电负性、电子空位浓度以及晶格扭曲程度计算了FeCoNiCrMoVAl_(0.3)高熵合金相稳定性。结果表明:FeCoNiCrMo_(0.1)Al_(0.3)合金中Mo主要以固溶态的形式存在于合金中;而随Mo含量的增加,FCC基体中析出分布于枝晶间的(Cr,Mo)(Ni,Co)型σ相;V可进一步促进(Cr,V)型σ相的析出;高熵合金相稳定性的理论结果与试验结果吻合。

模压工艺参数对热塑性PF/CF复合材料力学性能的影响

采用浓硝酸对短切碳纤维（cF）进行表面氧化处理，利用模压法制备了热塑性酚醛树脂（PF）／CF复合材料，讨论了成型温度和保压时间等模压工艺参数对复合材料力学性能的影响。结果表明，无论保压时间和CF含量如何变化，成型温度为170℃时的复合材料弯曲强度和缺口冲击强度总体上均比成型温度为150和160℃时的高，且在成型温度为170℃的条件下，不同CF含量的复合材料力学性能在保压时间为15min时出现最大值的次数最多。据此，确定了短切CF质量分数在5％～25％范围内的热塑性PF／CF复合材料模压成型最佳工艺参数为成型温度170℃、保压时间15min。

黄曲霉毒素B1对肝癌细胞HepG2生物物理学特性及细胞骨架结构的影响

目的研究黄曲霉毒素B1(AFB1)对人肝癌细胞(HCCs)生物物理学特性及细胞骨架结构的影响。方法利用0、0.01、0.1、1、5、10μmol/L AFB1分别处理HepG2细胞24 h和48 h,采用CCK-8试剂盒检测细胞活力。在此基础上,分析10μmol/L AFB1对细胞渗透脆性、膜流动性、细胞电泳率和F-actin骨架结构的影响。随后,提取细胞总RNA,通过实时荧光定量PCR检测12种主要细胞骨架结合蛋白的转录水平变化。结果AFB1处理48 h时HepG2细胞的活力呈剂量依赖性增强。10μmol/L AFB1处理能够增强HepG2细胞抗低渗能力及细胞电泳率,细胞骨架F-actin含量明显增加,主要细胞骨架结合蛋白的mRNA表达发生改变。结论AFB1能够影响HepG2细胞的生物物理学特性、细胞骨架结构及其结合蛋白,这可能与其毒性作用直接相关。

聚氨酯改性的研究进展

综述了改性聚氨酯的几种常见方法,如纳米材料改性、丙烯酸酯改性、有机硅改性、多重改性等改性方法,同时指出了聚氨酯的发展方向,并对聚氨酯的发展前景进行了展望。

骨微观力学失效行为的原位研究

目的骨复杂的分级结构赋予其高的刚度、强度和断裂韧性,目前对骨微观增韧机理的系统性理解仍然需要更深入的实验性研究。研发新型原位AFM-力学测试平台,实现在宏观加载时原位观察密质骨各级结构的力学行为。方法利用该原位平台,首先对含天然骨髓表面的牛股骨试样进行了原位拉伸测试,原子力显微镜(AFM)记录了矿化胶原纤维的力学行为变化。随后对抛光牛骨试样进行原位弯曲测试,利用AFM追踪裂纹尖端区域骨微观结构的力学行为变化。

3D打印技术辅助诊断和指导室间隔缺损手术

目的探讨运用3D打印技术构建三维心脏模型对结构性心脏病诊断及治疗的可行性与临床价值。方法基于1例室间隔缺损患儿的心脏CT影像数据,采用Mimics 17.0图形分割软件,以阈值法进行心肌分割,以动态区域生长法进行血池分割获得数字化三维心脏模型;采用PolyJet材料,以Objet500Connex3聚合物喷射成型3D打印机打印软质的实体心脏模型,并对心脏模型进行评估。结果 3D模型可清晰显示心脏内部解剖结构、空间关系以及室间隔缺损的三维形态。在打印出的实体心脏模型上测量室间隔缺损的轴位长度为4.85mm,与3D数字模型和CT图像中测量结果(轴位长度分别为4.86mm和4.84mm,矢状位长度分别为6.66mm和6.65mm)基本一致。结论将3D打印技术用于结构性心脏病有助于诊断和制定适当的手术方案;通过规范化的图像处理技术获取精确的心脏模型,使个性化精准诊疗结构性心脏病成为可能。