一种新的空气状态参数——热力学盐球温度

提出了热力学盐球温度的完整概念 ,以三甘醇溶液—空气系统为例分析了热力学盐球温度随溶液浓度、大气压。

藻酸盐微球的制备及其对共培养的MSCs的影响

目的检测藻酸盐微球对间充质干细胞生长的影响,探讨其在骨组织工程中可能的应用。方法应用滴注法制备藻酸盐微球,检测不同浓度的藻酸盐微球pH值的动态变化及通过MTT法和流式细胞仪检测藻酸盐微球溶液中间充质干细胞的生长情况,评价藻酸盐微球对细胞的影响。结果间充质干细胞可黏附在藻酸盐微球上生长,浓度为0·02g/L、0·2g/L和2·0g/L的藻酸盐微球溶液的pH值分别在7·20、7·20和6·70左右波动,MTT法检测这3个浓度组同细胞对照组D(490)值几乎无差异,提示对间充质干细胞的生长影响不具有统计学意义。细胞周期分析显示,3d时各组S期细胞比例均等于或大于对照组,且随着藻酸盐微球浓度的增加而增加;7d时各组S期细胞比例与对照组相对差值在±3.15之间,0·2g/L组比例最高,达24·40%。结论浓度等于或低于2·0g/L的藻酸盐微球溶液对间充质干细胞生长影响很小,适合与之共培养进行有关研究。

间充质干细胞在藻酸盐微球溶液中增殖和分化的实验研究

[目的]探讨藻酸盐微球作为缓释材料在骨组织工程中对种子细胞的增殖和分化的影响。[方法]制成不同浓度的藻酸盐微球溶液,将间充质干细胞接种于其中,观察其生长和增殖情况;置换成骨诱导培养基后,通过检测细胞内碱性磷酸酶的量以及细胞外钙基质分泌来评价间充质干细胞的分化情况。[结果]不同浓度的藻酸盐微球溶液对间充质干细胞的增殖影响不同,随着浓度的增高间充质干细胞的增殖越受抑制,浓度达到10 g/L时不适合细胞生长;在成骨诱导培养基中,藻酸盐可以促进细胞内碱性磷酸酶合成量的增加,并表现剂量依赖性,即藻酸盐浓度越高效应越明显,生长在藻酸盐溶液中的间充质干细胞分化为成骨细胞并分泌细胞外钙基质。[结论]一定剂量的藻酸盐微球溶液对间充质干细胞的增殖影响很小,且可促进细胞内成骨活性分子的合成,适于作为骨组织工程的缓释材料。

万古霉素藻酸盐微球对共培养的间充质干细胞成骨分化的影响

目的检测纤维蛋白凝胶包裹的万古霉素藻酸盐微球对骨髓间充质干细胞(MSCs)成骨分化的影响,探讨其在骨组织工程中可能的应用。方法应用滴注法制备万古霉素藻酸盐微球,然后用纤维蛋白凝胶包裹,通过检测碱性磷酸酶的活性以及成骨基因的表达来评价不同浓度的微球对共培养的MSCs诱导成骨的影响。结果MSCs可在不同浓度微球溶液中生长,浓度为0.02、0.2和2.0g/L的藻酸盐微球溶液中的MSCs的碱性磷酸酶的活性依次增强,在成骨诱导的18d内,0、0.02、0.2和2.0g/L相应的最高值分别为(0.809 4±0.028 5、0.803 2±0.023 4、1.236 7±0.028 0、1.562 1±0.059 7)pg.min-1.cell-1。成骨分化的调控基因转录因子核心结合因子1以及Ⅰ型胶原基因在各实验组均有表达。结论纤维蛋白凝胶包裹的万古霉素藻酸盐微球可促进共培养的MSCs的碱性磷酸酶活性增加,转录因子核心结合因子1和Ⅰ型胶原基因的表达并未被影响。

氟盐冷却球床堆与HTR-10和MSRE的定量相似性分析

氟盐冷却球床堆是当前国际上一种新的研究堆型,尚无已经建造完成的反应堆,因此,选择相似且具有运行经验的反应堆作为基准题有助于堆芯核设计软件适用性分析。利用国际上常采用的相似性分析软件,可对熔盐实验堆(Molten Salt Reactor Experiment,MSRE)及10 MW高温气冷堆(10 MW high-temperature gas-cooled test reactor,HTR-10)与氟盐冷却球床堆的相似性进行分析,定量判断它们作为基准题的合理性。分析结果表明,MSRE和氟盐冷却球床堆的能谱峰位能量接近且堆内元素种类相近,二者相似程度较高;常温临界HTR-10和氟盐冷却球床堆冷却剂不同,且能谱峰位能量差异较大,二者相似程度较低。因此,MSRE是氟盐冷却球床堆中子物理设计软件较理想的基准题。

共晶盐蓄冷球凝固过程的数值模拟研究

对共晶盐蓄冷球建立了物理和数学模型,利用FLUENT软件对其凝固过程进行了数值模拟研究,得到了温度场分布和相界面移动规律,分析了载冷剂温度和球径对凝固时间的影响。载冷剂温度越低,共晶盐蓄冷球的凝固时间越短,相界面移动速度越快;凝固时间与球径成正比。

藻酸盐万古霉素微球制备优化评价

目的探讨藻酸盐万古霉素缓释微球的制备与优化。方法将不同分子结构和理化特性的藻酸盐不同配比,应用滴注法制备不同浓度万古霉素藻酸盐微球,经过冻干、低压冻干直至重量不再变化,取样微球进行裂解,取上清液在高效液相色谱仪上测定万古霉素浓度,并按公式计算包封率,对各组所得包封率数值和微球颗粒大小结果进行统计观测。结果不同种类不同浓度海藻酸钠包封率初步比较,高G、高粘度的海藻酸钠随着浓度增加可明显提高包封率。随着粘度、浓度增加,微球颗粒大小增加不明显。G∶H(2∶1)配比藻酸盐万古霉素微球包封率明显优于其他组别。结论通过对藻酸盐万古霉素缓释微球的制备与优化,筛选出优化配方,为进一步优化复合材料和动物体内骨组织工程实验做好准备。

共晶盐蓄冷球的蓄冷过程数值模拟

以共晶盐蓄冷球为研究对象,基于三维对称有限元模型,用ANSYS10.0作为计算平台,模拟分析了等条件下的3个不同几何结构的蓄冷球的传热蓄冷过程,同时研究了载冷剂温度对其凝固时间的影响。结果表明,数值模拟与实验结果吻合程度较高,改进蓄冷球几何结构和降低载冷剂注入温度,均可缩短蓄冷球的凝固时间。

物性参数对氟盐球床堆传热模型不确定性和敏感性的影响分析

为了确保氟盐球床堆堆芯传热模型的预测能力满足安全限制,研究了氟盐冷却剂的物性参数对堆芯传热模型不确定度和敏感性的影响。采用统计学不确定性评估方法,将氟盐冷却剂物性参数(包括动力粘度、密度、比热容、导热系数)作为输入参数,选取经典传热关联式作为计算模型,分析了努赛尔数(Nu)的不确定性及其对物性参数的敏感性程度。结果表明,无论氟盐物性参数的概率分布为正态分布或均匀分布,计算得到的Nu的平均值非常接近,其分布形式都接近正态分布;同时发现,动力粘度是物性参数中对Nu影响最大的参数,并且呈负相关;导热系数对Nu的影响为负相关,密度和比热容对Nu的影响较小且均为正相关。

氟盐冷却球床堆球栅元少群截面计算

氟盐冷却球床堆经10余年的发展,已逐步由预概念设计走向试验堆基准设计。本文采用确定论软件中的碰撞概率法模块对氟盐冷却球床堆球栅元建模,计算了其无穷增殖因数,少群均匀化总截面、俘获截面和裂变截面,并使用连续能量蒙特卡罗软件验证与分析。其中使用基于碰撞概率法的共振处理程序直接求解共振能区超精细群慢化方程,很好地处理了氟盐冷却球床堆的球型燃料元件所构成的双重非均匀系统。结果表明:确定论软件中碰撞概率法模块的计算结果与蒙特卡罗软件结果吻合,适用于对氟盐冷却球床堆进行少群截面加工。

氟盐冷却球床高温堆燃料管理程序的开发与分析

基于确定论的中子学分析程序在计算氟盐冷却球床高温堆(PB-FHR)时需解决双重非均匀性的燃料球均匀化、燃料球均匀化时出现的泄漏效应及燃料球在堆芯内连续移动与多次通过堆芯的燃料循环模式问题。本文基于DRAGON5与DONJON5程序开发了PB-FHR的燃料管理程序PBMSR,并进行了验证。使用PBMSR对PB-FHR在不同燃料循环模式下进行计算与初步分析,结果显示在多次通过的燃料管理模式下,燃料球的通过次数对最深卸料燃耗影响较小,但对轴向功率分布影响较大。

超级均匀化方法用于球床氟盐冷却高温堆扩散计算

球床氟盐冷却高温堆的控制棒位于侧反应射层内,存在无裂变中子源且受堆芯泄漏谱强烈影响的强吸收体区域扩散计算难题。超级均匀化方法(Super Homogenization,SPH)被用于对氟盐球冷却床堆侧反射层中控制棒区域的强吸收体进行等效均匀化处理,同时堆芯除控制棒区域外采用谱修正方法(Spectra Modification,SM),将输运计算的结果作为基准进行验算。结果表明,SM-SPH模型能有效地计算球床氟盐冷却高温堆反射层控制棒价值及通量分布,并且较常规的SPH方法能更好地处理棒间干涉效应。

中空盐微球的制备及其理化性质表征

该研究以阿拉伯胶(GA)为主要添加剂,通过喷雾干燥法制备中空盐微球,研究了工艺条件对盐微球理化性质的影响。结果表明,GA优良的表面活性促使其在喷干过程中快速迁移至盐微球表面,微球表面C和O的元素含量提升至41.03%和10.97%,形成小粒径(10~20μm)、低体积密度(0.45 g/mL)、高比表面积的中空盐微球结构,有利于盐晶体的快速溶解(60 s),较普通食盐溶解速度提高约2.67倍。盐微球粒径与GA浓度有关,当GA浓度由0.50%提升至0.75%时,可能形成较厚外壳,提高盐微球粒径;浓度升至1.00%可能降低盐晶核形成和生长的时间,导致盐微球尺寸略微变小。盐浓度对粒径无显著影响。降低进风温度有利于小尺寸盐微球(15.30μm)的形成。中空盐微球的最佳制备工艺为:GA浓度0.5%,盐浓度35%,进风温度130℃。与普通食盐和食盐-GA混合物相比,盐微球的小尺寸和中空结构有利于提升其在油炸花生米表面的分散性,降低口腔颗粒感,强化花生米的咸度感知和特征风味。该研究可为减盐食品的开发提供理论指导。

多普勒展宽舍弃修正对氟盐冷却球床高温堆中子学的影响分析

超热区中子的弹性散射易受靶核热运动影响,传统的蒙特卡罗程序采用常数散射截面自由气体模型来描述超热区中子的散射过程。研究表明,忽略共振弹性散射效应所引入的误差随温度的升高而增加,而氟盐冷却球床高温堆工作在高温条件下,为减小共振区弹性散射计算误差,有必要在中子学计算中使用多普勒展宽舍弃修正方法以考虑其共振弹性散射效应。本文使用修改源码后的蒙特卡罗程序MCNP5对氟盐冷却球床高温堆栅元开展中子学计算,发现经多普勒展宽舍弃修正后的^(238) U的中子俘获率增加,无限增殖因数减小123~1 182pcm,且无限增殖因数偏差随燃料球栅元填充率及温度的升高而增大。

GPU加速的球床式氟盐冷却高温堆堆芯热工水力程序研发

球床式氟盐冷却高温堆(Pebble Bed Fluoride-salt Cooled High Temperature Reactor,PB-FHR)是一种先进的第四代反应堆。三维堆芯热工水力程序能够模拟具有复杂空间效应的工况,但计算耗时较高。图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)具有大量计算单元,可有效提高程序的计算速度。本文研发了GPU加速的PB-FHR堆芯热工水力程序(GPU-accelerated Thermal Hydraulic Code,GATH),采用非热平衡多孔介质模型建立堆芯物理模型,研究并实现了GPU高速求解算法。对PB-FHR的堆芯模型进行了热工水力分析,与商用计算流体力学软件ANSYS CFX的计算结果进行了对比,验证了程序的正确性。GPU加速性能分析的结果表明,程序整体的加速比率可达8.39倍,证明所研发的GPU求解算法能有效提升堆芯热工水力分析的计算效率。

洛伐他汀壳聚糖海藻酸盐缓释微球治疗兔股骨头坏死的研究

目的研究洛伐他汀壳聚糖海藻酸盐缓释微球联合洛伐他汀全身用药对股骨头坏死的治疗效果。方法将造模后经X线筛选确诊为股骨头坏死的40只新西兰大白兔中的36只采用数字表法随机分为股骨头坏死模型(A)组、单独给予洛伐他汀全身用药(B)组、洛伐他汀壳聚糖海藻酸盐缓释微球联合洛伐他汀全身用药(C)组、髓内钻孔减压治疗(D)组,另外再取6只新西兰正常大白兔作为正常对照(E)组;检测五组的血脂水平及过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPAR-γ)、骨形态发生蛋白质2(BMP-2)的mRNA水平。结果 A组和D组的三酰甘油(TG)、胆固醇、低密度脂蛋白(LDL)、PPAR-γ水平高于E组,高密度脂蛋白(HDL)、BMP-2水平低于E组(P<0.05);B组和C组的TG、胆固醇、LDL、PPAR-γ水平低于A组和D组,HDL、BMP-2水平高于A组和D组(P<0.05);C组的TG、胆固醇、LDL、PPAR-γ水平低于B组,HDL、BMP-2水平高于B组(P<0.05)。结论洛伐他汀壳聚糖海藻酸盐缓释微球联合洛伐他汀全身用药能够更为有效的改善实验兔血脂代谢和股骨头局部状况,具有积极的临床价值。

酚醛树脂基二级多孔泡沫碳的制备及其力学性能

以酚醛树脂为碳源前驱体,以NaCl粉末和自制盐球为造孔剂,用模板法制备高强度多级孔泡沫碳.通过盐球粒径和NaCl粉末对泡沫碳孔结构进行调控,研究造孔剂盐球粒径对泡沫碳孔结构和力学性能的影响.结果表明:当盐球体积分数相同时(盐球占泡沫碳胚体体积的60%),随着盐球粒径增大,多级孔泡沫碳中盐球孔的均匀性降低,其韧带随着盐球粒径增大逐渐变粗;且盐球孔内部及韧带上存在大量NaCl粉末孔和气泡孔,孔与孔之间相互连通,形成了开孔结构.引入不同粒径的盐球后,多级孔泡沫碳的密度变化不明显,约为0.2 g/cm^(3),但压缩强度随盐球粒径增大逐渐降低.其中加入盐球粒径为14~35目的泡沫碳,压缩强度和比压缩强度最大分别为4.4 MPa和22 MPa·cm^(3)/g.

圆柱容器内生成单粒径颗粒堆积的两阶段重力落球算法

球床型氟盐冷却高温堆(Pebble-bed Fluoride-salt-cooled High-temperature Reactor,PB-FHR)是下一代核反应堆堆型之一,它融合了高温气冷堆的石墨基质包覆颗粒燃料球技术和熔盐堆的高温熔盐冷却剂技术。堆芯热工水力模拟计算(如在线换料模拟)常需要首先得到不同孔隙率的随机燃料球堆积。为此提出了一种可以高效地在圆柱形容器内部随机生成单一粒径且不同密实度的颗粒堆积的算法。算法分为两个阶段:首先类似传统颗粒自由下落方法来生成柔性颗粒的初始堆积(取颗粒杨氏模量远小于实际值);其次令初始堆积恢复刚性,通过限定时间步的大小和引入能量耗散机制使得堆积缓慢而自由地膨胀,从而逐渐消除初始堆积中的颗粒间重合。模拟结果表明,膨胀算法在计算效率上有较大优势,并且可以覆盖从松散到密实的堆积范围。通过控制自由下落阶段的杨氏模量、摩擦系数、缓慢膨胀阶段的摩擦系数这三个变量来控制堆积的孔隙率和计算效率。

藻酸盐微包埋技术用于脂肪干细胞的皮下注射

自体脂肪是理想的软组织充填物，但因其临床效果不一、存活率较低以及植入受区后存在着再吸收现象而临床难于广泛开展应用。脂肪干细胞（adipose—derivedstemcell，ADSC）因其取材广、代谢需求低及多向分化潜能而成为近年来的研究热点。基于此，本研究结合组织工程技术，采用藻酸盐微包埋技术制备ADSC-藻酸盐微球，拟探究经皮下注射后微球的完整性及其ADSC的活性。材料和方法ADSC与2％藻酸盐溶液以接种密度10^6个·mL-1混合后，采用静电发生装置通过注滴法制备微球。体外实验分为两组，拟探究注射对细胞活性的影响：对照组微球不经注射直接倾倒于培养孔板中，注射组微球与基础培养基混合后通过21G针头注射入孔板中；两组微球均培养3周，每周通过电子显微镜及扫描共聚焦显微镜测定微球内细胞数目及活性。体内实验将24只雄性裸鼠随机分为2组，分别植入不含ADSC和包埋入ADSC的微球，于1、3个月后处死动物后行组织学染色，检测皮下注射对ADSC-藻酸盐微球活性的影响。

三维共培养兔髓核细胞诱导骨髓间充质干细胞分化(英文)

背景:在椎间盘组织工程研究领域,种子细胞主要有髓核细胞与骨髓间充质干细胞。髓核细胞来源有限,取材不便,增殖能力差,体外培养困难。目的:利用海藻酸盐微球模拟的三维环境下,将兔髓核细胞与骨髓间充质干细胞共培养,观察骨髓间充质干细胞的分化情况。设计、时间及地点:细胞观察实验,于2007-12/2008-10在华中科技大学同济医学院附属同济医院骨科实验室进行。材料:4月龄健康新西兰大耳白兔6只,购自华中科技大学同济医学院动物实验中心。方法:应用密度梯度离心法及贴壁法分离纯化兔骨髓间充质干细胞,应用Ⅱ型胶原酶消化法及贴壁法分离培养兔椎间盘髓核细胞。取传至第3代骨髓间充质干细胞,用脂质体介导法将绿色荧光蛋白质粒转入,经G418筛选后,分为2组:单独培养组将转染后的骨髓间充质干细胞单独培养,共培养组将其与髓核细胞按1:1比例于海藻酸盐凝胶微球中进行共培养。共培养14d后,溶解海藻酸盐凝胶珠,通过流式分选收集骨髓间充质干细胞。主要观察指标:利用RT-PCR法和Western blot技术检测骨髓间充质干细胞中Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖的表达。结果:共培养14d后,共培养组有Ⅱ型胶原、聚集蛋白聚糖mRNA及蛋白的表达,而单独培养组均呈阴性表达。结论:通过三维共培养,兔椎间盘髓核细胞能够在体外诱导骨髓间充质干细胞向髓核样细胞方向分化。