Analysis of Meteorological Elements and Distribution Characters of Surface Solar Radiation in Guangxi

[Objective] The aim was to study the relation between solar radiation distribution and meteorological elements in Guangxi. [Method] Based on the observed data of solar radiation in Guangxi from 1995 to 2009, the total radiation, solar distribution and interannual changes in Guangxi were analyzed. By dint of observed data in Nanning station, the annual, seasonal and monthly changes of net radiation in Nanning and the linear relation between total radiation, solar distribution characteristics and interannual changes were discussed. [Result] The global radiation of surface solar radiation in the low latitude was higher tan the high latitude, as Beihai>Nanning>Guilin. The solar radiation changes and the seasonal changes in different places varied, as summer>autumn>spring>winter. The total radiation and solar radiation hours were consistent. The total solar radiation and the low cloud was in negative relation, but was in positive relation with sunny weather. The total solar radiation was in positive relation with ground temperature, except in winter. [Conclusion] The study provided effective theoretical basis and data reference to the study of climate and development of solar energy.

全反射X射线荧光光谱法快速测定全血中多种无机元素的含量

为实现全血样品中无机元素的快速、准确测定,提出了题示方法。取经乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝处理过的全血样品100 mg和100 mg·L^(−1)镓内标溶液10 mg,分别用100 mg、500 mg、1000 mg 1%(质量分数)Triton X-100溶液(稀释剂)(对应稀释剂和样品质量比1∶1,5∶1,10∶1,记作“稀释比”)进行分散,混匀后振荡2 min,采用全反射X射线荧光光谱仪检测,结合内标法和相对灵敏度因子公式计算全血样品中无机元素的含量。结果显示:加大稀释比有利于磷、硫、钾、钙元素的分散,有助于提高其测定结果的准确度;采用相对灵敏度因子校正可将磷、硫元素的回收率提高至80.0%以上;方法应用于豚鼠全血样品的分析,检出了磷、硫、钾、钙、铁、铜、锌、铷、硒等无机元素。和电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)相比,这9种元素测定值的相对误差的绝对值均小于10%,测定值的相对标准偏差(n=20)不大于18%;7种元素(铷、硒除外)的检出限(3s)为0.2~19 mg·L^(−1)。该方法无需消解样品和制作标准曲线,可在25 min内完成全血样品分析。

全装配式钢结构楼板动力性能及舒适度有限元分析

针对全装配式楼板刚度偏低、舒适度不足的问题,优化设计一种已有的新型全装配式钢结构楼板;基于承载力和自振频率对该楼板的承重结构进行选型,并建立考虑构造体的全装配式钢结构楼板精细化有限元模型,采用有限元方法分析该楼板的动力性能,研究全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度和楼板跨度对楼板自振频率及加速度响应的影响。结果表明:优选的全装配式钢结构楼板特型波纹板具有较大承载力并可以满足楼板自振频率要求;增大全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度,减小楼板跨度,可以增大楼板的自振频率,减小峰值加速度,有效改善楼板的舒适度;全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度宜选为1.5 mm,并得到常用全装配式钢结构楼板特型波纹板高度的适用楼板跨度范围。

多孔结构设计人工踝关节衬垫生物力学的优化方案

背景:假体松动和磨损是导致全踝关节置换失败的主要原因,其与骨-植入物界面的微运动、关节面的接触应力和关节运动密切相关。包括衬垫和胫/距柄假体在内的人工关节部件的设计构造是影响踝关节受力、运动、接触界面微运动的关键因素,开发新型衬垫对提高人工踝关节生存率具有重要意义。目的:构建全踝关节置换有限元模型用以检测多孔结构优化型衬垫的生物力学特性,分析多孔结构优化型衬垫在减少假体微动和改善关节面接触行为方面的作用。方法:以一名健康成年人右踝关节CT扫描数据和INBONEⅡ系统产品手册为基础,建立包括骨骼和人工关节系统的三维模型,在经过截骨和假体安装后获得全踝关节置换模型(模型A),再通过对原始衬垫进行多孔结构改造获得G50型、G60型、D50型、D60型4种新型衬垫,将不同衬垫替换原始衬垫以建立与之相对应的优化型全踝关节置换模型(模型B-E),在5个模型上施加步态载荷模拟步态工况。比较5种模型植入物-骨界面微动和关节面接触行为的差异。结果与结论:①在步态周期下4个优化型全踝关节置换模型的假体微动小于原始模型,与模型A相比,模型B-E假体微动数值上分别下降5.4%,10.1%,8.1%及20.9%,再者优化型模型在胫骨骨槽穹顶部的高微动区域较原始模型明显缩小;②4个优化型模型获得了更大的关节面接触面积,与模型A相比,模型B-E衬垫接触面积均值分别增加了11.8%,14.7%,8.1%及32.6%;③与接触面积增大的效果类似,相较于原始模型,优化型模型的关节面接触应力不同程度下降,其中模型E的数值下降最为显著(P<0.05),归功于构成D60型衬垫Diamond晶格良好的力学属性和较大的孔隙率;④结果表明全踝关节置换使用多孔结构改良衬垫可以提高衬垫的弹性,增加其吸收关节冲击力的能力,为降低植入物-骨界面微动和改善关节接触行为创造有利条件。

非对称型假体设计及全膝关节置换后的力学分析

背景:全膝关节置换是治疗膝关节晚期病症的有效手段,但假体衬垫容易因内部应力变化而产生磨损失效,寿命有限且术后患者的活动能力降低。如何对假体进行改进设计来满足患者更多的需求是假体研究的重要方向。目的:基于半月板的形态设计一种非对称型假体,并与对称设计的后稳定型假体进行比较,分析2种假体的应力分布情况和衬垫的接触面积变化,以探究非对称型假体设计是否存在优势。方法:通过有限元方法对1例膝骨关节炎患者进行模拟截骨和假体装配,建立基于非对称型假体及对称设计的后稳定型假体的全膝关节置换术后膝关节模型。在0°,10°,20°,30°的屈膝条件下,探究股骨假体、胫骨假体以及衬垫上的Mises应力,并通过对比衬垫内外侧的接触面积,分析全膝关节置换后膝关节生物力学变化和运动行为的改变。结果与结论:(1)在0°-30°的屈膝过程中,2种假体衬垫上的Mises应力峰值均表现出先减小后增大的趋势,且内侧始终大于外侧。(2)非对称型设计的假体与后稳定型假体相比,应力峰值更低;在屈膝30°时,非对称型假体衬垫内外侧的Mises应力峰值分别为15.81 MPa和11.95 MPa,后稳定型衬垫为16.70 MPa和13.76 MPa,两者内侧差值约为5.33%,而外侧则相差13.15%;对比股骨假体和胫骨假体上的Mises应力峰值,非对称型假体在屈膝过程中始终低于后稳定型假体。(3)在0°站立位时,后稳定型假体衬垫的内侧接触面积为17.96 mm^(2)、外侧为34.10 mm^(2);而非对称型假体衬垫的内外侧接触面积分别为105.47 mm^(2)和107.80 mm^(2),具有更大的接触面积且两侧差距更小。(4)结果表明,非对称型假体的生物力学表现更好,且能够对维持膝关节稳定性、提升关节活动度有所帮助。这种设计能够在一定程度上还原膝关节以内侧髁为轴进行外旋的运动机制,是一种更为有效的膝关节假体选择方案。

髋臼内陷技术对成人DDH全髋关节置换术髋臼杯生物力学影响的有限元分析

目的 探讨髋臼内陷技术对成人发育性髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip, DDH)髋关节置换术后髋臼假体的生物力学效应。方法 获取1名成人单侧DDH患者双侧髋关节CT图像数据,进一步构建患侧半骨盆有限元模型。在此基础上,建立臼杯不同内陷水平的有限元模型,对比分析原位组和不同水平内移组之间的生物力学差异。结果 在模拟拔出试验中,原位组最大抗拔出载荷强度为1 166 N;相比原位组,4 mm和8 mm内移组抗拔出载荷强度分别增加了45.8%和57.1%;原位组髋臼假体在步态周期站立位相载荷工况下臼杯-骨界面最大微动为166.4μm,内移4 mm及8 mm组相对原位组分别减少了46.2%和62.1%。对于臼杯植入后髋臼周围即刻应力分布,不同组别之间的差异并不显著;而在步态周期站立位相载荷工况下,原位组髋臼周围平均应力及峰值应力均最小,平均应力随内移程度的增加而增大,内移4 mm组峰值应力最高。结论 相较原位植入假体,髋臼内陷技术可以提高假体初始稳定性,稳定性和内移程度成正比。但内移程度不足导致骨覆盖面积不足时,臼杯-骨界面边缘应力显著增加,可能会导致假体相关并发症风险的升高。

不同骨强度下全膝置换过程中发生股骨前皮质切迹的三维有限元分析

背景:全膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折是常见并发症之一,目前对不同骨质强度条件下发生膝关节股骨假体周围骨折的生物力学研究欠缺,三维有限元分析可为临床提供生物力学基础。目的:探讨不同骨质强度下全膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹的生物力学变化,为临床预防膝关节置换后发生膝关节股骨假体周围骨折提供力学理论基础。方法:获取健康成年人的股骨CT数据,运用Mimics、Geomagic studio、Solidworks软件建立膝关节股骨侧置换三维模型,然后构建不同深度的股骨前皮质切迹模型,将模型导入到ANSYS软件并分析不同骨强度、不同股骨前皮质切迹深度对股骨髁上生物应力的影响,并分析股骨前皮质切迹骨水泥填补前、后的股骨前髁截面应力变化。结果与结论:①任何骨质强度下,髁上应力都随股骨前皮质切迹深度加深而增加;在正常骨质情况下,当股骨前皮质切迹深度在3 mm和4 mm间有一个应力突变点;在骨质疏松情况下,当股骨前皮质切迹深度在2 mm和3 mm间有一个应力突变点;②膝关节置换过程中发生股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,随着骨质强度降低,股骨髁上应力逐渐增大;③使用骨水泥填补股骨前皮质切迹深度为3 mm的模型,股骨前髁截面应力下降;④结果显示,膝关节置换过程中应该避免股骨前皮质切迹出现,特别是骨质疏松患者;如术中出现股骨前皮质切迹且深度超过骨皮质厚度时,可以采用骨水泥均匀填充股骨前皮质切迹以降低股骨髁上应力,降低膝关节股骨假体周围骨折的发生率。

Biomechanical Effects of Tibial Stems with Different Structures on Human Knee Joint after Total Knee Arthroplasty: A Finite Element Analysis

Porous structure in orthopedic prosthesis may reduce micromotion and increase the service life of implants.The purposes of this study were to compare the influence of the tibial stems with solid and porous structures in Total Knee Arthroplasty(TKA)on knee joint and prostheses,and to improve the mechanical stability of the host bone by seeking favorable structure for the tibial stem.The Finite Element(FE)models of TKA knee with four different structures in the middle segment of the tibial stem(i.e.,solid,cubic,truncated cubic,and octahedral structures)were constructed.The distributions of von Mises stress in the knee joint,tibial prosthesis and proximal tibia,and the compressive stresses of the tibial prosthesis and ultra-high-molecular-weight polyethylene for the four FE models were analyzed.The results showed that the tibial stem filled with the octahedral structure has the best mechanical performance among the above four types of tibial stems.It could effectively reduce the stress concentration and stress shielding effects,and provide an improved mechanical environment for knee joint after TKA.This study would shed some lights on the design and fabrication of porous implants targeted to biomedical applications.

Numerical wear study of metal-on-ultrahigh molecular weight polyethylene-based cervical total disc arthroplasty by coupling finite element analysis and multi-body dynamics

In this study,the effects of in vivo(head flexion-extension,lateral bending,and axial rotation)and in vitro(ISO 18192-1)working conditions on the wear of ultrahigh mo-lecular weight polyethylene(UHWMPE)-based cervical disc prosthesis were studied via numerical simulation.A finite-element-based wear prediction framework was built by using a sliding distance and contact area dependent Archard wear law.Moreover,a pre-developed cervical spine multi-body dynamics model was incorporated to obtain the in vivo conditions.Contact mechanic analysis stated that in vitro conditions normally led to a higher contact stress and a longer sliding distance,with oval or crossing-path-typed sliding track.In contrast,in vivo conditions led to a curvilinear-typed sliding track.In general,the predicted in vivo wear rate was one order of magnitude smaller than that of in vitro.According to the yearly occurrence of head movement,the estimated total in vivo wear rate was 0.595 mg/annual.While,the wear rate given by the ISO standard test condition was 3.32 mg/annual.There is a significant impact of loading and kinematic condition on the wear of UHMWPE prosthesis.The work conducted in the present study provided a feasible way for quantitatively assessing the wear of joint prosthesis.

基于全反射X射线荧光光谱测定污水痕量重金属元素

以Ga为内标,探究全反射X射线荧光光谱(TXRF)快速测定多质量梯度浓度多元素重金属溶液Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Sn、Sb和Pb的可行性,并以实际生活污水为研究对象,比较分析了离心、过滤和消解3种预处理方式对测定污水中重金属元素的影响。实验结果表明,Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As和Pb,较适宜用TXRF直接进行定量分析;Pb的Lα与As的Kα谱线重叠,致使As的回收率略高于其它元素;Cd、Sn和Sb元素,仅可用于趋势分析。当质量浓度为40和4 mg/L时,Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn和Pb元素呈现出较高的准确度和精密度,回收率在99%~117%之间,相对标准偏差(RSD)处于1%~14%。随着质量浓度的逐渐降低,各元素的准确度和精密度表现出不同程度的下降,当质量浓度处于本次试验的最低水平4μg/L时,大部分元素的回收率与RSD已超出定量分析的要求。通过对生活污水的3种预处理方式进行比较,发现污水悬浮颗粒同样携带部分金属元素,经消解后,Mn、Fe、Co、Ni、Cu和Zn这6种元素的准确度和精密度最好,质量浓度范围在36~152μg/L之间,回收率均高于95%,RSD低于5%。综上所述,TXRF可直接对污水样品中的重金属元素进行快速的定性、定量分析,其精确度和准确度在很大程度上取决于元素种类、样品制备程序和待测元素的质量浓度,对于质量浓度低的样品可结合预浓缩技术以提高测量准确率。

不同负荷干预人体全脊柱模型脊柱稳定性的有限元实验研究

目的:通过建立全脊柱模型,观察在不同姿势和不同载荷作用于人体脊柱时脊柱稳定性的变化,向背包者建议较为合适背包姿势和负重。方法:针对人体脊柱骨骼和韧带系统开展了以人体脊柱CT扫描图像为基础的准确几何模型三维重建,并基于几何模型划分了有限元网格,采用有限元分析法对其开展了研究工作,观测了不同载荷作用于人体时全脊柱模型椎体间位移变化特点。结果:采用有限元分析法构建全脊柱模型并选取4种负荷(以体重的10%(10%BW)为单位增加)对全脊柱模型进行稳定性研究,结果显示:T7,T12,L3三组的位移在负荷为10%BW较小,均小于3mm;负荷加到20%BW时,T7、T12组大于3mm,但尚未达到3.5mm,而L3组为2.7mm;负荷高达30%BW后,T12位移稍大于3.5mm,T7组位移已达3.695mm,超出稳定位移界限0.195mm,仅L3处位移最大值2.767mm,低于稳定位移值。载荷达到40%BW后,T7和T12位移远远大于稳定位移临界值,分别达到4.113和3.898mm,但L3组位移仅为3.047mm,依然在稳定位移值范围内。结论:全脊柱模型验证表明,该研究构建人体全脊柱模型构建成功,并通过人体全脊柱有限元分析得出结论:背包负荷在10%BW-20%BW下,L3、T12、T7这3个位置的脊柱均处于平稳状态;当背包负荷达到30%BW时,只有L3的位置脊柱处于稳定状态;40%BW的负荷下也依然仅L3符合正常位移标准,这表明当载荷大于30%BW时,将L3处定为载荷放置的位置最为合理,这样可最大程度控制脊柱位移范围,以降低人体脊柱损伤。

骨盆倾斜对髋关节置换后站立位髋臼侧应力影响的有限元分析

背景:在髋关节置换术中,仅利用髋臼解剖放置髋臼杯会改变功能性髋臼杯的方向;计算机导航完成髋关节置换手术可提高假体放置的准确性。目的:应用有限元模型模拟手术,模拟髋臼杯的应力大小及区域,结合骨盆倾斜角计划髋关节置换髋臼杯放置方向,探讨骨盆倾斜角对髋关节置换术髋臼侧假体应力分布的影响。方法:收集6例(标记为A-F)骨盆X射线片及CT数据,通过有限元软件ABAQUS 6.14-4(SIMULIA公司,法国)建立髋关节模型,以仰卧位前骨盆平面为坐标平面,模拟髋关节置换手术,建立6个模型,再根据站立位骨盆倾斜角,对骨盆倾斜角≤-10°与骨盆倾斜角>10°者,调整假体植入的参考平面,建立9个模型,分为矫正前模型:A(-14°),B(-29°),C(11°);矫正后模型:Aa(-7°),Bb(-18°),Cc(1°);正常模型:D(-8°),E(-2°),F(-9°)。在有限元求解软件中,约束固定模拟单足站立,于骶髂关节、耻骨联合、大转子处加载关节负荷,比较各模型髋臼、髋臼杯及内衬最大Von Mises应力分布情况。结果与结论:(1)运算中模型B出现不收敛,在骨盆倾斜矫正后收敛;模型A出现不收敛的趋向。9个模型中髋臼负重区最大von Mises应力(简称应力)在Cc模型,值为4.9 MPa,最低在D模型,值为1.07 MPa;髋臼杯负重区最大应力在Bb模型,值为29.87 MPa,最小在D模型,值为17.21 MPa;内衬负重区最大应力在Bb模型,值为12.45 MPa,最低应力为D模型,值为5.21 MPa,负重区域在聚乙烯内衬边缘上部靠近中部处。(2)站立位骨盆倾斜角-14°和-25°模型及11°模型相对-10°<骨盆倾斜角≤10°模型表现出高的应力值,骨盆倾斜角为-14°模型矫正骨盆前平面后应力值接近-10°<骨盆倾斜角≤10°模型之值,提示骨盆倾斜角偏离-10°至10°区域是髋关节术后磨损继发脱位的危险因素;对骨盆过度后倾者调整其骨盆前平面可降低全髋关节置换术后并发症的发生。

土壤磷含量与有效性对N_(2)O排放量的影响元分析

土壤氧化亚氮(N_(2)O)主要产生于土壤微生物参与的氮循环过程,其排放量受磷含量及有效性影响。添加磷肥有助于缓解陆地生态系统磷限制,提升土壤有效磷含量,进一步影响土壤微生物对氮的利用,同时控制N_(2)O排放。然而不同独立实验中N_(2)O对外源磷添加的响应差异较大。研究从发表的中、英文文献中收集了54份关于施用磷肥与N_(2)O排放量的观测结果,采用元分析方法确定添加外源磷后N_(2)O排放量的响应差异及潜在影响因素。结果表明:(1)外源磷添加对土壤N_(2)O排放量影响不显著;但在磷肥施用量>50 kg P/hm^(2)的室外实验中土壤N_(2)O排放量显著降低了32.5%;施用NaH_(2)PO_(4)的室内实验中N_(2)O排放量显著降低了18.4%。(2)土壤N_(2)O对外源磷添加响应的高变异性是磷肥施用量和土壤含水量、土壤pH、土地利用类型、磷肥种类、纬度和实验时间多种影响因素共同作用的结果。(3)室外和室内实验回归分析中总磷、有效磷回归系数分别为-1.433(P<0.001)、-0.043(P<0.001),随磷含量增加N_(2)O排放量具有降低趋势。研究结果表明识别土壤磷与N_(2)O的作用关系有助于为理解元素生物地球化学循环和缓解全球气候变暖提供新的认识。

Crowe IV型发育性髋关节发育不良在全髋关节置换术中横行截骨最佳位置的有限元分析

Crowe IV型髋关节发育不良(developmental dysplasia of the hip,DDH)的全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)中,多数患者需要截骨保证复位,目前横行截骨是运用最广泛的术式,但截骨的最佳高度仍存在争议。本文通过建立Crowe IV型DDH患者的有限元模型,分析了在不同载荷下,不同截骨高度模型的应力分布与位移情况。结果表明:在多项指标下,小转子下0 cm的截骨高度均表现出了较优性能。在不影响假体安放和断端对合情况允许的情况下,推荐在手术中使用0 cm的截骨高度。

一种新型髋关节假体柄的生物力学设计

目的基于一种新型髋关节假体柄设计,分析其在站立、行走、跑步和坐姿工况下的应力分布差异。方法基于人体CT数据,建立7组不同柄植入后的髋关节模型,利用有限元分析方法计算不同工况下假体柄和股骨应力情况。结果与植入传统假体柄相比,站立时新型假体柄植入后假体柄应力峰值降低23%、股骨应力降低72%。7种假体柄结果显示,假体柄高度为86.5 mm的新型设计最符合患者需求。多工况结果显示,患者处于坐姿,柄承受应力最小,使用寿命更长。结论新型假体柄有助于延长假体使用寿命,减小骨损伤风险。髋关节假体模型为后期柄的设计及患者术后康复提供科学理论支撑。

全膝关节置换假体尺寸和植入位置对股骨胫骨相对位移的影响

目的研究人工膝关节置换后不同膝关节假体尺寸和植入位置对膝关节股骨胫骨相对位移的影响,以期为临床手术方式的选择提供参考。方法使用健康受试者和膝骨关节炎(knee osteoarthritis,KOA)患者的术前CT和MRI数据,建立有限元模型。采集受试者步态参数和地面反作用力,使用三维动态捕捉系统和三维测力台同步采集数据。使用四号、六号和八号PS型假体在有限元模型上模拟人工膝关节置换,将胫骨假体向关节内外各移动1 mm,分析不同假体尺寸和植入位置在站立位、地面反作用力第一峰值和第二峰值时刻的股骨胫骨相对位移。结果在健康受试者模型中,股骨胫骨相对位移极值分别为0.43 mm和0.30 mm。在KOA患者模型中,假体植入位置和假体尺寸都会影响股骨胫骨相对位移。当股骨假体植入中心位置时,不同假体尺寸的股骨和胫骨相对位移峰值不同。当股骨假体向外或向内移动1 mm时,股骨和胫骨之间的相对位移峰值也不同。结论假体中立位植入股骨胫骨相对位移最小。术前对假体尺寸和植入位置进行合理分析和规划有助于提高临床手术效果,医生应尽量避免假体植入偏向膝关节内侧。

百香果不同组织抗氧化活性及矿质元素差异分析

【目的】百香果副产物低价值利用造成环境污染和资源浪费。研究旨在明确紫色(TN类)和黄色(QM类)百香果果汁、果皮、果籽的营养物质积累情况,为百香果副产物资源绿色循环利用提供理论依据。【方法】通过测定百香果各组织对DPPH•、ABTS+•的半抑致浓度,Fe^(3+)还原能力、总酚、总黄酮及矿质元素含量,并对百香果不同的组织抗氧化能力、活性物质和矿质元素含量进行聚类分析和相关性分析。【结果】百香果不同组织中,果籽的DPPH•、ABTS+•清除能力,Fe^(3+)还原能力,总酚、总黄酮含量均大于果汁和果皮,其中TN类百香果果籽清除DPPH•的能力分别约是果汁、果皮的37.87倍、29.06倍。TN类百香果总酚、总黄酮含量比QM类高。矿质元素K、Ca、B、Mn、Fe在果皮中含量最高,果籽中含量最低,其中果皮中K元素含量是果籽的10.16倍;Mg、P、Zn、Cu在果籽中含量最高,其中Zn元素在果籽中的含量为49.06 mg/kg,是果汁和果皮中Zn元素含量的3.11倍、3.71倍,果籽的Cu元素是果汁和果皮的6.88倍、5.59倍。大量元素Mg与P、Ca,K与Ca呈极显著正相关,K与P呈极显著负相关(P<0.01)。且微量元素B与Mn、Fe,Cu与Zn、Mo的吸收代谢相互促进。大量元素K、Ca主要促进B、Mn、Fe的吸收代谢,Mg、P主要促进Cu、Zn、Mo的吸收代谢。大量元素Mg、P与百香果总酚、总黄酮含量、Fe^(3+)还原能力及DPPH•的清除率,微量元素Cu、Zn、Mo与百香果抗氧化能力均有显著协同作用,而K、B对百香果总酚、总黄酮的积累有一定拮抗作用。【结论】百香果果籽抗氧化能力最强,活性物质及微量元素含量最高,果皮中大量元素含量高。矿质元素Mg、P、Cu、Zn、Mn与活性物质、抗氧化能力相互协同。百香果果籽、果皮副产物可作为提取活性物质的重要原料。

有限元分析在人工膝关节置换中的应用

背景:人工膝关节置换作为治疗膝关节骨性关节炎、类风湿性关节炎等各类终末期关节疾患最有效的方法,广泛应用于关节外科领域。有限元分析是随着计算机技术不断进步而逐渐发展而来的一种生物力学研究方法,具有强大的建模功能和三维仿真特点。目前,有限元分析已广泛应用于骨科生物力学研究。目的:综述有限元分析技术在各类人工膝关节置换术中的应用现状与进展。方法:使用计算机检索PubMed、CNKI、万方数据库发表的关于有限元分析与人工膝关节置换的相关文献,文献发表时间为从各数据库建库至2022年8月,英文检索词:finite element analysis,TKA,UKA,revision total knee arthroplasty,knee osteoarthritis,knee joint,femoral component,tibia component;中文检索词:有限元分析,全膝关节置换术,单髁置换术,膝关节翻修术,膝关节,股骨假体,胫骨假体,最终共纳入53篇文献进行综述。结果与结论:①在全膝关节置换过程中,活动平台较固定平台降低了胫股关节接触面应力,从而减少了聚乙烯垫片的磨损;相对于机械对线,采用运动对线的全膝关节置换人工关节的股骨假体与聚乙烯垫片的最大应力与最大应变值均减小,产生的应力更低,从而减少关节接触面的磨损,延长假体寿命;②在单髁置换过程中,活动平台股骨和胫骨假体形合性较好,能够减少假体磨损;而固定平台假体单髁置换应避免过度形合引起局部应力集中而导致加速假体磨损;③在人工膝关节翻修术中,延长杆的设计长度应在保留骨质和植入后减少假体周围应力之间保持最佳平衡;与骨水泥延长杆相比,压配式延长杆显示出更高的微动;④相对于传统的力学研究而言,有限元分析可以进行相对较为准确的模拟,弥补了传统力学在膝关节研究上的不足,因此在医学领域具有较高的应用价值。

不同产地三七总皂苷和土壤矿质元素、水质的相关性分析

三七是重要的中药材,文山壮族苗族自治州是三七的道地产区.为了解新产区土壤矿质元素、水质对三七总皂苷的影响,采用GB/T 19086—2008中的高效液相色谱法分析了6个州市92个样本三七总皂苷(Rb1、Rg1、R1)质量分数;采用GB 15618—2018和GB 5084—2004中的方法对45个样本土壤矿质元素、灌溉水质进行检测;对三七总皂苷及其地理位置、矿质元素和水质进行相关性、回归等分析;对三七总皂苷及其土壤矿质元素、灌溉水质进行PCA分析.结果表明:二年生三七和三年生三七总皂苷质量分数与海拔、纬度相关性均为显著性负相关;高纬度、高海拔与三七总皂苷质量分数为显著负相关关系,高纬、高海拔不利于三七总皂苷的积累;三七总皂苷质量分数与土样13种成分,与水样中7种成分相关性均不显著.灌溉水和种植土壤对三七总皂苷质量分数影响较小.研究结果部分诠释了文山三七道地药材品质形成原因,并为新产区三七引种种植提供了可靠的科学依据.

全膝关节置换中胫骨假体旋转对髌股关节峰值接触压影响的有限元分析

目的通过有限元分析方法,研究全膝关节置换术中胫骨假体在不同旋转角度放置时屈膝过程中的髌股关节峰值接触压的变化,以期为临床膝关节置换中胫骨假体旋转轴线的选择提供理论支撑。方法筛选1名健康志愿者,选取右侧膝关节CT、MRI扫描数据建立自然膝关节三维模型。参照常规全膝关节置换术方法,将胫骨假体参考Akagi线分别外旋5°、10°和内旋5°、10°安装,股骨假体相对后髁连线外旋3°固定放置,得到5组膝关节的三维模型,建立膝关节的有限元模型,计算各模型组在屈膝0°、30°、60°、90°、120°时的髌股关节峰值接触压值。结果各模型组的髌股关节峰值接触压值均随膝关节屈曲加深而增大,所有TKA膝关节模型组的接触压值均高于自然膝关节组。在胫骨假体旋转模型组中,随着内旋或外旋转度数增加,髌股关节峰值接触压值均随之升高。结论在全膝关节置换术中,当胫骨假体参照Akagi轴放置时,5°及以上的内旋或外旋均会引起髌股关节接触压值的明显升高,因此我们建议术中应尽可能根据Akagi线放置胫骨假体,并高度警惕胫骨假体的内外旋转不良。另外还发现,胫骨假体外旋5°组与内旋5°组的髌股关节峰值接触压值较为接近,外旋10°组与内旋10°组也较为接近。