新型稀土镁合金螺钉体内促骨修复及体外生物相容性研究

为测试新型稀土镁合金的生物相容性及降解产物致敏性; 评价新型稀土镁合金螺钉对骨伤模型的治疗效果, 基于NZ30K镁合金添加Mn元素制成新型稀土镁合金, 并通过后期加工制成不同规格的螺钉. 将稀土镁合金螺钉浸入磷酸盐缓冲液中制作浸提液, 于大鼠后肢背部皮下注射, 观察浸提液皮下致敏性. 将螺钉打磨制成圆片植入到大鼠皮下, 观察皮下降解产气情况, 以可吸收骨蜡作为对照同位置皮下植入. 建立兔骨损伤模型, 将稀土镁合金植入, 定期拍摄X光检查螺钉降解情况, 按照时间顺序分别于8周、12周、16周处死实验兔制作肝肾切片、骨切片, 评价肝肾毒性及体内降解情况; 同期以ZA75镁合金为基础添加0.3% Mn元素制成新镁合金, 作为对照组对比稀土镁合金对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化效果. 将浸提液过滤稀释后添加至细胞培养板中, 加入成骨诱导液培养, Westernblot蛋白电泳实验测定骨保护蛋白(OPG)表达情况. 新型稀土镁合金浸提液未表现出致敏性, 皮下降解结果显示植入初中期有气腔产生, 中后期气腔消失, 镁合金完全降解; 组织切片显示, 兔股骨螺钉植入在前中期有一定肝肾毒性, 植入中期促骨生长效果相较于前期更为明显, 植入后期未见明显肝肾毒性, 螺钉降解完全, 植入部位骨质增强; 兔股骨植入降解结果显示植入前期未观察到明显的促进骨生长效果, 螺钉与骨质嵌合紧密, 植入中期促骨生长修复效果呈现, 局部骨组织出现膨隆包裹住螺钉降解产物, 植入后期螺钉完全降解, 植入位置有一小孔未闭合, 股骨近端明显膨隆; 蛋白电泳实验显示, 新型稀土镁合金浸提液可增加OPG表达, 具有良好的生物相容性. 基于NZ30K开发的新型稀土镁合金在动物实验及细胞实验阶段表现出良好的生物相容性, 可为临床应用提供一定参考.     

热挤压铸造新型镁合金微观组织及细胞生物活性分析

采用热挤压铸造工艺制造新型镁合金, Mg-Nd-Zn-Zr-Mn (平衡-3-0.2-0.4-0.2%)基, 研究了新型镁合金表面特征、力学性能及细胞生物活性. 选择NZ30K添加Mn元素制成新镁合金, 挤压前通过均匀化热处理, 减少挤压过程中铸态合金中的粗大析出相以及树枝晶形成的带状组织. 光谱测试分析合金成分; 显微观察合金铸态、横纵截面; 扫描电镜扫描; X射线衍射分析. 将合金制成金属棒、螺钉、接骨板等形状, 测试力学性能. 进行体外细胞培养, 利用DMEM完全培养基制作镁合金浸提液, 滤膜过滤后4℃保存; 大鼠骨髓间充质干细胞提取培养, 待细胞生长至70%~80%传代于24孔板种板, 添加浸提液培养12、24、36h, 利用线粒体膜电位检测试剂盒检测细胞凋亡活性. 以纯镁作为对照组, 进行力学性能测试及细胞活性凋亡测试. 热挤压后合金的组织由细小的再结晶晶粒与变形晶粒组成, 与铸态合金相比, 其组织明显细化. 经挤压加工后, Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr-0.2Mn合金横截面为细小的等轴晶组织, 组织均匀性好; 纵截面出现了晶粒尺寸相对较大的长条状组织, 组织均匀性稍差. 扫描电镜图显示Mg-3Nd-0.2Zn-0.4Zr-0.2Mn合金中第二相颗粒沿挤压方向被碾碎成更细小的颗粒, 只有非常少量的弥散分布的颗粒状析出相, 而在该合金中有较多被碾碎的第二相, 发生了明显的动态再结晶, 挤压后获得的组织不均匀, 大晶粒被发生再结晶的小晶粒包围. 从X射线衍射图中可以看出该合金铸态组织主要由α-Mg、Mn、Mg12Nd和Y相等这几相组成. 力学性能测试表明, 新型镁合金综合力学性能明显优于纯镁金属. 短期细胞培养中, 新型镁合金无明显细胞毒性, 对细胞生长有积极促进作用. 新型镁合金热挤压后的横截面为细小等轴晶组织, 组织明显细化且均匀性好, 力学性能有极大提升; 在短期细胞培养过程中新型镁合金与纯镁都表现出无细胞毒性, 新型镁合金对细胞活性的提升优于纯镁组.     

镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的有限元分析研究

利用有限元分析方法探究镁合金空心螺钉内固定治疗股骨颈骨折的生物力学特性, 旨在为临床治疗股骨颈骨折提供一种新的思路. 选取一例青年健康志愿者的下肢CT数据建立股骨三维模型, 在Mimics插件3-matic中建立股骨网格并赋予网格材料属性, 利用Solidworks 17.0软件建立空心螺钉模型, 将上述2个三维模型导入Workbench 2020软件中, 分别赋予空心螺钉镁合金、钛合金材料属性, 进行对比分析, 记录股骨及空心螺钉的峰值、应力分布值和股骨位移. 结果表明, 钛合金螺钉内固定模型最大应力为357.27MPa, 最大位移为0.034mm; 镁合金螺钉内固定模型最大应力为311.27MPa, 最大位移为0.034mm; 2组不同材料的空心钉结果数值差异不大. 研究表明镁合金空心螺钉和传统钛合金空心螺钉力学性能相似, 且镁合金更加亲和人体, 在临床方面可以镁合金空心螺钉代替钛合金空心螺钉治疗股骨颈骨折.     

催化铁氧腐蚀电池处理 活性艳红的电化学机理

用紫外扫描吸收光谱、电化学循环极化、腐蚀电位监测和恒电位电解等方法研究了催化铁氧腐蚀电池处理活性艳红X-3B的电化学机理.结果表明,活性艳红X-3B在铁氧腐蚀电极上发生电化学还原而分解成小分子,达到脱色的目的,但模拟废水COD下降不大,电极反应过程属扩散步骤控制.     

催化铁-氧腐蚀电池处理活性艳红X-3B

在活性碳与铁屑组成的腐蚀体系中添加氧催化剂 Mn O2 ,并进行曝气形成催化铁 -氧腐蚀电池 .使用这种催化铁 -氧腐蚀电池对活性艳红 X- 3B模拟染料废水进行了处理 ,并研究了若干因素对其处理效果的影响 .结果表明 ,该法比普通铁屑处理法效果大有提高 ,处理 10 m in脱色率就可达到 98%以上 ,COD去除率高达 82 % (一般在 70 %～ 80 %之间 ) ,最佳处理效果时的 p H=7,不需要另调 p H,对处理条件要求宽松 ,应用前景广泛 .     

紫外助CWPO降解活性艳红X-3B工艺及降解路径

光催化联合湿式催化过氧化氢氧化(UV-CWPO)处理活性艳红X-3B,发现联合处理比其单独处理具有较大的优势,其脱色率去除顺序依次为:光+催化剂+H2O2>催化剂+H2O2>光+H2O2>光+催化剂>催化剂>光>H2O2。通过单因素实验发现,最佳处理条件为:温度50℃,pH值为4,H2O2加入量为0.6mL,催化剂投加量为2.5g,并通过红外谱图及GC-MS谱图对染料降解路径进行分析,发现羟基自由基首先攻击偶氮键,染料随之褪色,同时生成了类苯胺类物质及酚类物质,但未能完全分解。更多还原     

草鱼ANAE阳性细胞及免疫组织和巨嗜细胞ACP活性分析

草鱼在接受嗜水产气单胞菌免疫 10d, 20d 和 30d以后,其血液、前肾、脾脏和胸腺中 AN AE阳性细胞百分率上升,同时发现血液、前肾和脾脏的巨嗜细胞或组织匀浆的 AC P活性也上升,表明鱼体受抗原刺激后处于免疫应答状态,免疫力相对提高. 作者认为可以把鱼类的免疫相关器官或血液中ANAE阳性细胞的相对比率和酸性磷酸酶的相对活性作为鱼体免疫机能的检测指标之一.     

纳米二氧化硅体内与体外氧化应激及细胞毒性实验研究

研究了纳米二氧化硅(SiO2)体内及体外氧化应激损伤及细胞毒性作用及机制.体内实验采用ICR小鼠,纳米SiO2经口灌胃染毒3次,检测肺组织中MDA(丙二醛)和SOD(超氧化物歧化酶)含量,观察纳米SiO2对小鼠肺的氧化应激毒性.采用体外培养的小鼠上皮细胞(JB6细胞),观察不同质量浓度纳米SiO2染毒后的细胞形态改变,通过蛋白免疫印迹实验检测纳米SiO2是否通过FAS信号途径引起细胞凋亡.研究结果表明:纳米SiO2经口染毒后对小鼠肺具有氧化应激损伤作用,表现为随染毒剂量的升高,肺组织中MDA产生量增加,呈一定的剂量-反应关系.同时,肺组织内SOD水平总体趋势降低,但是差别未见统计学意义.体外培养细胞实验中,纳米SiO2染毒后可引起细胞出现凋亡并呈空泡样变.蛋白免疫印迹实验中,纳米SiO2可引起FAS信号蛋白表达量明显上升,但是FADD表达水平并不升高.     

毛脚鵟气管源细胞分离及体外培养

研究了毛脚鵟气管源细胞的体外培养,分析了培养液、血清、胰岛素、肌苷等一系列因素对细胞生长增殖的影响。采用组织块贴壁法成功培养了毛脚鵟气管源细胞,用四种不同的基础培养液(DMEM(高糖)、DMEM/F12、M199、MEM alpha)对细胞进行培养,结果显示DMEM/F12对毛脚鵟气管源细胞的培养效果最好。毛脚鵟气管源细胞不具血清依赖性,10%血清的培养基中培养为宜。添加一定浓度的胰岛素、肌苷均能促进细胞的生长。     

昆虫细胞凋亡蛋白酶caspase-1的表达纯化及活性分析

依赖于天冬氨酸的半胱氨酸蛋白酶(caspase)在细胞凋亡途径中起着不可替代的关键酶作用.本研究采用原核表达载体pET32a表达和纯化了家蚕细胞Bm-caspase-1及粉纹夜蛾细胞Tni-caspase-1蛋白酶,序列分析表明二者具有相同的内部剪切识别序列,且酶活性位点均为QACQ↓G.纯化获得大量可溶性蛋白酶,Western-blotting分析表明Bm-caspase-1在大肠杆菌中已自我剪切活化,而Tni-caspase-1没有自我剪切,无酶活性;活性Bm-caspase-1蛋白酶对caspase-3特异性底物Ac-DEVD-AMC的降解酶活性可被Z-VAD-FMK呈剂量依赖性抑制,半抑制浓度约20nmol/L.此外,活性Bm-caspase-1蛋白酶能够转活化无活性的Tni-caspase-1蛋白酶原.结果揭示了昆虫细胞caspase同样具有与哺乳动物细胞caspase相似的底物降解活性并可相互剪切激活,为进一步研究昆虫细胞凋亡的分子途径奠定了基础.     

生物可降解镁合金骨科植入材料的临床应用及其有限元分析

在骨-器械界面建立和维持成熟骨是骨科植入材料长期成功的关键. 镁合金由于其生物可降解性、天然骨组织的力学相似性以及成骨潜力, 并且在体内不抑制间充质干细胞(hBMSCs)的成骨特性, 成为有前途的承重骨科植入物的候选材料. 但其高降解率和植入物相关感染的风险以及不佳的力学性能, 对其临床应用提出了巨大的挑战. 有限元分析方法能对复杂结构、形态、载荷和材料力学性能进行应力分析, 可有效地帮助临床医生了解镁合金植入器械的应力及生物力学性能.     

镁合金钢板内固定治疗胫骨中段骨折的有限元分析

运用有限元分析法, 评价镁合金、钛合金、不锈钢3种不同材料在治疗胫骨干骨折的力学性能差异. 以Dicom格式导入Mimics 20.0软件中建立胫骨三维模型, 并运用Geomagic与Solidwork软件制作胫骨骨折内固定模型, 将上述模型导入Workbench 2020软件中, 赋予材料属性, 给予轴向载荷、扭转载荷2种加载模式, 分析3种材料的应力和位移. 在600N轴向加载模式下, 钛合金内固定应力为(117.42±0.07)MPa, 位移为(0.73±0.11)mm; 镁合金内固定应力为(117.11±0.04)MPa, 位移为(0.82±0.08)mm; 不锈钢内固定应力为(117.53±0.03)MPa, 位移为(0.62±0.13)mm. 在30N?mm扭转加载模式下, 钛合金内固定应力为(174.50±0.33)MPa, 位移为(0.75±0.07)mm; 镁合金内固定应力为(168.75±0.15)MPa, 位移为(0.82±0.16)mm; 不锈钢内固定应力为(176.23±0.51)MPa, 位移为(0.61±0.13)mm. 结果表明: 2种不同加载模式下3种不同材料的内固定结果数值差异不大, 镁合金内固定与钛合金内固定、不锈钢内固定力学性能相似, 而镁合金更亲和人体, 可以代替传统医用金属材料用以治疗胫骨中段骨折.     

贪食迈阿密虫的体外培养及有效抗虫药物筛选

贪食迈阿密虫(Miamiensis avidus)是一种已知的养殖鱼类兼性寄生虫, 可严重危害养殖水产动物的健康并导致死亡. 为了研究有效的贪食迈阿密虫防治方法, 以从虎斑乌贼溃疡病患处分离的一株贪食迈阿密虫(SP-1株)为实验对象, 设计了一种贪食迈阿密虫的体外培养方法, 结果显示在最适生长温度为20℃, 培养至稳定期时虫体密度可达1×105个?mL-1. 采用体外浸浴模型分析了阿苯达唑、盐酸强力霉素、甲硝唑、硫酸奎宁、盐酸左旋咪唑、福尔马林和双氧水等药物对SP-1株的杀灭效果. 结果表明, SP-1株对硫酸奎宁、盐酸左旋咪唑的敏感性较高, 24h浸浴最小致死质量浓度分别为12.5μg?mL-1和25μg?mL-1; 体积浓度为50μL?L-1的福尔马林溶液或双氧水均可在1h内完全杀灭暴露在其中的SP-1株.