图分割在Singleton弧相容算法中的应用

基于原有SAC-MP算法,提出一种将图分割技术应用到SAC-MP算法中的一种新算法,该算法在执行时能充分利用图分割技术确定适当的k值,避免了由于k值的不确定带来的冗余操作和盲目性.实验结果表明,该算法在求解约束满足问题时效率较高.

一种改进的双向singleton弧相容算法

在现有相容性算法研究的基础上,提出了一种在约束网络中确立双向singleton弧相容的新算法——BiSAC-2,并给出了其正确性和完备性证明。该算法与原有算法BiSAC-1具有相同的化简问题能力,但BiSAC-2能够减少弧相容维护的次数,避免冗余约束传播过程的产生,从而可以快速地到达稳定点,进而实现高效的目的。对随机约束满足问题的测试结果表明,算法BiSAC-2比原始算法BiSAC-1具有更明显的性能优势。

贪婪的Singleton弧相容算法的优化

通过记录搜索过程中的有用信息避免了一些无用的约束传播,从而对预处理阶段的Singleton弧相容算法进行了改进,提出了改进的Singleton弧相容算法———SAC3-Revised,它能够减少约束传播的次数和时间。实验结果表明:对于随机问题,当p2在一定范围内取值时,算法效率可提高两倍以上;对于标准测试用例,算法SAC3_Revised的效率也优于SAC-3。

纯钽表面微弧氧化“类骨小梁”状多孔涂层的细胞相容性

目的 提高医用纯钽的生物活性,利用微弧氧化(MAO)技术在其表面制备出“类骨小梁”状分级多孔涂层,并对比该涂层与传统“火山坑”状MAO涂层以及机械抛光纯钽表面在表面粗糙度、亲水性以及细胞相容性方面的差异。方法 使用0.1 mol/L Na2B4O7和0.05 mol/L Na3PO4电解液在纯钽表面分别制备出“类骨小梁”状及“火山坑”状多孔涂层(分别命名为B-MAO和P-MAO涂层)。采用扫描电镜、X射线衍射以及X射线光电子能谱对不同结构涂层进行形貌观察和相组成分析,使用十字划格法评价涂层结合强度,使用激光共聚焦显微镜测定涂层的表面粗糙度,使用接触角仪测量其亲水性,并将小鼠前成骨细胞(MC3T3-E1)接种于材料表面,对比不同形貌状态对细胞铺展、增殖以及成骨分化的影响。结果 MAO涂层物相主要为Ta2O5。B-MAO涂层由于内部孔隙度高,应力释放充分,涂层结合强度高,而P-MAO涂层则因具有分层现象和较大的残余应力,易从基体剥落。抛光纯钽表面、P-MAO、B-MAO涂层表面的粗糙度分别为0.06、1.50、1.58μm,与之相应的接触角分别为42.6°、15.5°、7.2°。细胞初期粘附结果表明,MAO涂层表面细胞数量多于抛光纯钽表面,且B-MAO涂层细胞铺展能力优于P-MAO涂层和抛光钽表面。CCK-8测试结果表明,细胞数量随时间逐渐增加,MAO组细胞增殖能力好于抛光组,B-MAO组细胞增殖能力最优。ALP活性方面,B-MAO组也高于P-MAO和抛光组。结论 MAO涂层相较于抛光纯钽表面具有更高的粗糙度以及亲水性,从而具有高的细胞粘附和增殖能力。“类骨小梁”状分级多孔涂层由于具有更高的结合强度和超亲水性,在细胞铺展、增殖以及成骨分化能力高于“火山坑”状单级多孔涂层,在硬组织替代领域具有较大应用潜力。

医用钛合金微弧氧化研究进展

概述了医用钛合金微弧氧化膜层研究的发展历程,探讨了微弧氧化陶瓷膜形成的机理,分析了不同种类医用钛合金微弧氧化膜的特点、应用以及微弧氧化膜成形质量及性能的影响因素,总结了不同占空比、脉冲频率和氧化时间等影响因素对微弧氧化膜层性能的影响规律,给出了研究发展以电解液成分多样化、微弧氧化膜成分复合化及微弧氧化膜功能化的的展望,提出了微弧氧化陶瓷膜在医用领域的发展趋势及研究建议。

改进求解约束满足问题粗粒度弧相容算法

约束满足问题在人工智能领域有着广泛的应用.研究了约束满足问题的粗粒度维持弧相容求解算法,发现在求解过程中,对于指向已赋值变量的弧存在无效的修正检查,证明了这类修正检查是冗余的.提出一种方法避免这类冗余的修正检查,给出改进后的粗粒度弧相容算法的基本框架AC3_frame_ARR,该改进框架可用于改进所有粗粒度弧相容算法.实验结果表明,经过AC3_frame_ARR改进后的算法最多可以节省80%的修正检查次数和40%的求解耗时.

微弧氧化AZ31镁合金的生物相容性

背景:表面改性技术和合金成分的变化都会影响到镁合金的生物特性。目的:探讨微弧氧化处理AZ31镁合金的生物相容性。方法:将体外扩增培养的兔第3代骨髓基质细胞接种到未处理AZ31镁合金(镁合金+骨髓基质细胞组)和微弧氧化AZ31镁合金(微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组)材料上,另设骨髓基质细胞组做对照。培养1,3,5,7d观察细胞形态,细胞生长状况,细胞黏附状况,材料表面状况。结果与结论:3组细胞形态一致,以梭形为主。镁合金+骨髓基质细胞组中细胞生长状况明显不如微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组和骨髓基质细胞组(P<0.05)。微弧氧化镁合金+骨髓基质细胞组材料表面有大量的细胞附着,并且生长正常,镁合金+骨髓基质细胞组材料表面没有细胞附着,有明显的裂痕(P<0.05)。结果证实,微弧氧化处理AZ31镁合金具有良好的生物相容性,有利于细胞的附着和正常生长。

负表约束的简单表缩减广泛弧相容算法

广泛弧相容算法(generalized arc consistency,简称GAC),是求解约束满足问题的核心方法.表约束理论上可以表示所有约束关系,在过去10年中,有很多应用于表约束的广泛弧相容算法被提出来.在这些算法中,表缩减算法的效率非常高.但是目前的表缩减算法只能应用于正表约束,无法直接应用于负表约束.首先,提出一种表缩减算法STR-N,可以直接应用于负表约束;然后,给出了STR-N的两个改进版本STR-N2和STR-NIC.实验结果显示,STR-N算法在负表约束上的求解效率具有明显的优势.

参数化弧相容约束传播

为进一步提高约束满足问题求解算法的效率，对约束传播过程进行了分析，并使用变量论域缩减比例对弧相容传播深度进行参数化描述，同时提出了一个约束传播程度可以控制的弧相容传播算法，研究了在不同参数下约束求解算法的效率。该算法在“明月1．0”架构下实现。实验结果表明，约束传播程度是影响算法求解效率的一个重要因素，通过调整控制参数可以使算法效率提高3～4倍。

基于GPU的约束网络模型和并行弧相容算法

弧相容算法是约束满足问题的基本压缩求解空间算法之一,很多优秀的高级算法都以高性能的弧相容算法作为核心.近年来,以GPU为计算工具加速并行计算被用来尝试解决许多问题.基于GPU和基本的并行算法,提出一种适合GPU运算的约束网络表示模型N-E,给出其生成算法BuildNE.结合细粒度的弧相容算法——AC4,基于N-E模型提出AC4的并行化算法AC4^(GPU)与改进算法AC4^(GPU)+,使弧相容算法得以扩展到GPU上执行.实验结果验证了该算法的可行性,与AC4算法的比较,其在一些规模较小的问题上取得了10%~50%的加速,在一些规模较大的问题上则加速1~2个数量级.为今后进一步在GPU上以并行形式解决其他约束满足问题提供了一种核心算法方案.

TLM合金表面微弧氧化膜的制备及其生物相容性研究

在新型近β钛合金TLM(Ti-3Zr-2Sn-3Mo-15Nb)表面分别用3种不同的微弧氧化工艺(普通微弧氧化、复相微弧氧化、紫外光照射微弧氧化)镀上一层TiO2薄膜,并考察了3种薄膜的亲水性和抗腐蚀性能。XRD和SEM测试结果表明,3种微弧氧化膜均是多孔膜,主要由金红石相和锐钛矿相组成,普通微弧氧化法和紫外光照射微弧氧化法制备的薄膜表面更为光滑;接触角测试结果表明,紫外光照射微弧氧化膜的表面亲水性最好;电化学腐蚀实验显示,3种工艺所得的氧化膜都具有较好的抗腐蚀性能,普通微弧氧化膜的抗腐蚀能力稍好于另外两种薄膜。

纯镁超声微弧氧化-植酸-载锌复合膜层的细胞相容性

目的为调控医用纯镁的降解速度和赋予材料表面生物活性,对其表面进行超声微弧氧化(UMAO)、植酸、载锌复合处理,研究不同处理对成骨细胞生物相容性影响,为纯镁在临床上应用提供依据。方法以纯镁UMAO为对照组(A组),纯镁UMAO-植酸(B组)和纯镁UMAO-植酸-载锌(C组)为实验组。通过碱性磷酸酶(ALP)和Cell Counting Kit(CCK-8)试剂盒、扫描电镜、激光共聚焦显微镜等方式检测不同处理膜层细胞相容性。结果 ALP和CCK8测定的吸光率,B组大于A组,C组高于B组,膜层表面细胞相容性随时间呈递增趋势,其中纯镁UMAO-植酸-载锌复合膜层具有最优的成骨细胞相容性。据统计学分析,A、B、C三组结果均具备统计学意义。结论 UMAO-植酸-载锌复合处理后膜层的细胞相容性最好,UMAO-植酸处理次之,UMAO组最低。

微弧氧化陶瓷膜表面骨髓间充质干细胞生物相容性实验

目的观察微弧氧化(micro-arc,MAO)陶瓷膜表面骨髓间充质干细胞(mesenchymal stem cell,MSC)的黏附和增殖生长情况,通过MSC在三组不同表面处理材料表面的黏附和增殖情况评价微弧氧化陶瓷膜表面的生物相容性。方法贴壁法培养大鼠骨髓间充质干细胞,骨诱导培养后,做碱性磷酸酶染色和茜素红钙结节染色,鉴定其成骨潜能。取生长良好的第三代MSC,调整细胞密度为5×104/mL,接种到三组钛片表面。在接种细胞后第1、3、5、7天每组分别取出5枚钛片,一个做电镜扫描,另外4个细胞计数。观察MSC在不同材料表面的黏附增殖情况。电镜扫描MAO陶瓷膜表面形貌特征,EDX分析其表面主要元素含量。结果MSC具有良好的成骨特性,在MAO陶瓷膜表面的增殖优于光滑组和喷沙组。电镜下微弧氧化陶瓷膜表面有无数2～10m的微孔,并含有钙、磷成分。结论MAO陶瓷膜具有良好的生物相容性,大鼠骨髓间充质干细胞在其多孔,含有钙、磷元素表面的黏附及增殖均优于其它组。

纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理涂层的细胞生物相容性

目的通过对纯镁超声微弧氧化表面进行植酸及丝素的复合处理,调控纯镁超声微弧氧化的耐腐蚀性和提高细胞生物相容性。方法实验分为三组,A组纯镁超声微弧氧化,B组纯镁超声微弧氧化-植酸,C组纯镁超声微弧氧化-植酸-丝素。通过SEM扫描电镜观察表面形貌,CCK-8(Cell Counting Kit-8)检测细胞增殖和粘附能力,通过激光共聚焦显微镜检测细胞粘附形态,ALP(碱性磷酸酶)检测细胞碱性磷酸酶活性。结果 B组纯镁MAO-植酸处理后,与A组纯镁MAO表面形态比较,减少了膜层微孔和裂纹,由于丝素蛋白与植酸的羟基发生了氢键及配位键作用,使C组纯镁MAO植酸-丝素较A、B两组更易于成膜,增加生物活性。结论经过超声微弧氧化-植酸-丝素复合处理后的试件,其生物相容性明显提升,优于其他两组。

人牙周膜成纤维细胞在微弧氧化陶瓷膜表面的生物相容性研究

目的观察通过微弧氧化(MAO)和水热处理形成的陶瓷膜表面人牙周膜成纤维细胞(hPDLF细胞)的粘附和增殖情况,评价微弧氧化陶瓷膜表面的生物相容性及MAO工艺应用于钛植入材料表面处理的可行性。方法纯钛试件分为3组,微弧氧化处理组(M组)、微弧氧化-水热处理组(M-H组)和纯钛对照组,每组各20枚。对不同时间点hPDLF细胞在材料表面的附着、生长、增殖情况以及ALP活性进行检测,并对实验结果进行统计分析。结果陶瓷膜具有良好的生物相容性,培养5 d后,改性两组材料的表面细胞增殖比纯钛组及空白对照组明显增多,各组间细胞增殖情况存在统计学差异。同时培养4d后,M组和M-H组细胞ALP活性大幅提高,各组间比较均有统计学差异。结论 MAO处理后的纯钛表面对hPDLF的生物相容性优于未处理组,增加水热处理工艺较一般MAO工艺可以更有效提高hPDLF细胞的早期粘附、增殖及ALP活性。

约束满足问题并行弧相容算法

本文给出了约束满足问题网络弧相容的两个并行算法ＰＡＣ－１和ＰＡＣ－２。

Knapsacks约束的弧相容改进算法

通过修改背包约束弧相容算法的数据结构,将点阵图改为有向图,解决了原背包约束弧相容算法中存在冗余计算和无效操作的问题,加快了算法对问题的求解效率.对比实验结果表明:在面对同一类问题时,因为数据结构更复杂,改进算法的初始化时间虽增加,但求解时间提高了20%~50%;在面对求解难度较高的问题时,改进算法能更好地缩减求解问题的时间.

维持弧的唯一性优化粗粒度弧相容算法

针对人工智能领域中广泛应用的约束满足问题,本文分析了约束满足问题的粗粒度维持弧相容求解算法在弧相卷(arc corsistency,AC)执行过程中对于弧存在冗余的放回操作,并证明了这类放回是冗余的。同时提出一种改进方法 AC_AO,避免这类冗余的弧放回操作,从而保证了弧的唯一性。改进后框架可用于改进所有的粗粒度弧相容算法。实验结果表明,经过AC_AO改进后的算法最多可以少检查77%的弧,最多可以减少30%的CPU求解时间。这将大大减少修正函数的调用次数,从而提高AC的执行效率,应用在维持弧相容算法求解的过程中提高效率是非常有意义的。

纯钛种植体表面微弧氧化涂层的生物相容性

背景:各种纯钛种植体表面微弧氧化涂层效果不尽相同。目的:观察3种不同微弧氧化涂层种植体钛片对小鼠成骨细胞的细胞增殖、碱性磷酸酶活性和β1-integrin的基因表达水平的影响。方法:采用国际常用小鼠成骨细胞系(MC3T3-E1),3种不同涂层钛片作为影响因素,纯钛作为对照,采用MTT法和电镜法观察细胞附着和细胞增殖,PNPP法测定碱性磷酸酶的活性,RT-PCR法检测β1-integrin在小鼠成骨细胞中的表达。结果与结论:MTT值、碱性磷酸酶值、β1-integrin的基因表达水平和电镜观察均显示含钙、磷、镁、锌元素的二氧化钛涂层钛片生物相容性最好,含钙磷盐的二氧化钛涂层钛片次之,二氧化钛涂层钛片最差。小鼠成骨细胞在其多孔,含有钙、磷、镁、锌元素表面的黏附及增殖最优。

La对纯钛微弧氧化膜层的组织结构及细胞相容性的影响

在乙酸钙-磷酸二氢钙电解液中添加硝酸镧,对纯钛进行微弧氧化处理,利用XRD、SEM和EDX分别研究了La元素对膜层形貌、成分、物相的影响及作用机制,并利用细胞接种方法研究膜层的生物活性。结果表明:电解液中添加La降低膜层厚度,增加膜层孔洞尺寸,抑制锐钛矿向金红石型转变,并在微弧氧化过程中具有促进羟基磷灰石HA形成的能力。煅烧处理使膜层中的非晶HA晶化,形成片状和鳞状的HA晶体;膜层经煅烧后形成的HA/TiO2复合膜具有良好的细胞相容性。