基于肌束结构的仿生高性能抗缺陷聚氨酯

骨骼肌由束状排列的肌肉纤维构成,这种独特的纤维结构使得骨骼肌能够承受很大的载荷,并具备出众的抗疲劳特性和抗缺陷能力。利用氨纶纤维和聚氨酯弹性体,制备了基于肌束结构的仿生聚氨酯复合材料,并且详细表征了材料的力学性能、断裂特性和抗疲劳性能,以及纤维排布方式对于材料性能的影响。在强界面相互作用存在的前提下,弹性纤维可以有效抑制裂纹在基体中的扩展,进而在有缺口或裂纹产生时,材料仍可以具备很强的力学性能。该仿生设计方法可以很容易地扩展到其他材料体系当中,为制备低填充量的纤维增强材料提供新的设计思路。

过度离心训练引起的骨骼肌肌束膜衔接盘结构域变化及针刺干预效应

本文旨在研究针刺干预对过度离心训练引起的肌束膜衔接盘(perimysial junctional plates,PJPs)结构域变化的影响,探讨针刺改善过度使用性损伤的机制。30只健康雄性Wistar大鼠随机分成对照组、4周训练组、4周训练后1周自然恢复组和4周训练后1周针刺恢复组。4周训练组进行过度离心训练(跑台坡度-16°,速度16~20 m/min,60~90 min/d,每周5天),1周自然恢复即不进行任何干预措施,1周针刺恢复即每天使用直径0.25 mm毫针针刺(斜刺)趾长伸肌,留针4 min。透射电子显微镜观察PJPs结构域变化,1.5 mol/L Na OH消蚀和非消蚀法扫描电子显微镜观察肌束膜胶原纤维网络分支变化。结果显示:(1)与对照组相比,4周训练组PJPs结构域发生改变:肌节长度显著缩短(P<0.001)、结构损伤严重,肌原纤维间线粒体出现空泡、肌膜下线粒体肿胀;肌膜降解程度严重,占总量54%,同时胞膜窖(caveolae)数量大幅度增加(P<0.01);PJPs数量显著减少(P<0.001)。(2)与4周训练组相比,4周训练后1周自然恢复组PJPs结构域改变程度减轻:肌节长度大致恢复正常,结构损伤部分恢复,肌原纤维间线粒体、肌膜下线粒体形态结构恢复;肌膜降解程度大幅度减轻(P<0.001),同时胞膜窖数量增加(P<0.05);PJPs数量显著增加(P<0.001)。(3)与4周训练后1周自然恢复组相比,4周训练后1周针刺恢复组PJPs结构域改变显著减轻:肌节长度基本恢复,结构恢复正常,肌膜下线粒体融合程度增加(P<0.001);胞膜窖数量减少(P<0.001);PJPs数量减少(P<0.001),基本恢复正常。以上结果提示:(1)过度离心训练造成PJPs数量显著减少,其结构域稳态改变,妨碍了运动适应能力;(2)恢复期PJPs数量过度增加,其结构域稳态改变恢复受到限制,妨碍了骨骼肌损伤修复过程;(3)针刺干预使PJPs数量基本恢复正常,进而通过调节PJPs结构域稳态,减轻过度使用性损伤症状。