微图形氧化钛薄膜表面内皮细胞生长行为研究

采用非平衡磁控溅射沉积技术制备微图形化的Ti-O薄膜,通过在微图形化的薄膜表面培养内皮细胞的方法,研究了微图形及表面物理化学性能对细胞生长行为的影响.结果表明,微图形尺寸减小到某一尺度范围之内会对内皮细胞在材料表面的生长起到接触引导作用,促进细胞在其表面生长;同时,表面成分、结构和表面能参数γsp/γsd也在一定程度上影响内皮细胞的生长行为.采用溅射技术使材料表面具有一定特征的表面微观形貌,能够引导和促进细胞在材料表面的生长,溅射技术制备微图形化表面可能成为等离子体生物材料表面改性的一个新的技术手段.     

玄武岩纤维束储热箱放热稳定性数值分析

为了实现显热移动储热系统的高效放热和高放热稳定性,基于玄武岩的高温稳定性和高储热密度,提出了以玄武岩纤维束为储热介质的显热移动储热系统。系统内部流道采用两级流道排布,增加储热介质比表面积,提高储热箱换热效果。同时,提出了基于该系统的变流速控制方案,以实现系统的高放热稳定性。研究结果表明：采用0.5 m/s流速方案的储热箱放热稳定性较好;基于0.5 m/s流速,建立了变流速功率控制方案,在原有基础上稳定放热时间延长109%,稳定放热效率从39.11%增加至81.12%,稳定放热时间由1 603 s延长至3 353 s,充分利用储热箱存储的热量;同时本方案提供了宽泛的供热功率范围,单位面积放热功率达到0.491～0.501 MW,实现了高储热密度、强稳定放热性及小体积大功率的并存。     

人可溶性CD105蛋白的真核表达及纯化

目的建立一种简便、高效的人可溶性CD105(soluble CD105,sCD105)蛋白的真核表达及纯化方法。方法人工合成胞外区和信号肽区域的DNA片段,在其信号肽前端加入Kozak sequence(GCACCATGG)序列,促进蛋白表达,同时在其C-末端6×His前加入K(AAG)氨基酸,促进6×His的暴露有助于后期纯化,构建真核表达质粒pcDNA3. 4-sCD105。通过瞬时转染的方法将重组质粒转染293F悬浮细胞,收集细胞上清液,利用His-trap EXCEL柱通过两步纯化法进行纯化。将纯化获得的sCD105蛋白超滤浓缩后,进行10%SDS-PAGE、Western blot及ELISA检测。结果在20 mL(1×10~6个/mL)293F悬浮细胞中表达及纯化后,获得纯度 95%的sCD105蛋白3 mL,浓度为27. 83 mg/L,获得率高达4. 17 mg/L。结论成功建立了一种简便高效的sCD105蛋白表达及纯化的方法,为后期蛋白功能的研究及相应治疗或诊断性抗体的开发奠定了基础。     

Ti-O/Ti-N复合薄膜的离子束合成及人工心脏瓣膜材料表面改性研究

采用离子束增强沉积（ＩＢＥＤ）等方法在热解碳、钛及钴合金等人工心脏瓣膜材料表面制备Ｔｉ－Ｏ、Ｔｉ－Ｎ及其复合薄膜。对薄膜的成分、结构进行了研究，测定了材料的电阻率，对薄膜材料的血液相容性和力学性能进行了系统的研究。结果表明：合成薄膜具有优于热解碳的血液相容性和力学性能，提出了材料的血液相容性机理模型。     

涡流脉冲热像检测中疲劳裂纹的检出概率

在涡流脉冲热像检测中,检出概率是评价检测可靠性的最重要的指标之一。通常,检出概率是指在特定检测条件下特定尺寸的缺陷被检出的概率。首先,以含有不同尺寸疲劳裂纹的金属平板试件为研究对象,通过正交试验方案设计,完成了对不同检测条件下不同尺寸裂纹试件表面热响应信号的提取;然后,采用线性回归模型建立了裂纹区域的热响应信号与裂纹尺寸的定量化关系,并采用极大似然估计法给出了裂纹检出概率模型中的具体参数;最后,基于Wald方法求得了检出概率的置信区间,并绘制了检出概率曲线。研究成果可为涡流脉冲热像检测的可靠性评估提供量化依据。     

压电驱动器迟滞非线性的增强型Prandtl-Ishlinskii模型建模及实验验证

存在于压电陶瓷全工作范围内的迟滞非线性特性,往往导致压电陶瓷执行器的系统精度下降、振荡,甚至造成系统的不稳定。针对周期性的正弦输入信号,改进增强型Prandtl-Ishlinskii模型(EPIM)迟滞建模方法。在分析压电特性和传统的Prandtl-Ishlinskii模型特性的基础上,采用改进的增强型Prandtl-Ishlinskii模型来描述压电陶瓷的迟滞特性,搭建了基于dSpace的压电驱动微位移定位实验平台;将基于增强型Prandtl-Ishlinskii模型方法应用于压电驱动微位移定位平台中,对压电陶瓷的迟滞非线性特性进行辨识。实验结果表明,改进的增强型Prandtl-Ishlinskii模型(EPIM)比传统的Prandtl-Ishlinskii模型(PIM)更有优势。     

仿贻贝磷脂聚合物的合成及其仿生涂层的构建

为改善纯钛表面的抗凝血性能,合成了一系列磷酸胆碱仿生聚合物,并在其表面构建了稳定的仿生涂层,通过一系列实验、表征和评价优化出更有利于钛材表面改性的磷酸胆碱聚合物。首先采用简单的自由基聚合法和羧基与氨基的反应,分两步合成了5种不同比例的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)、甲基丙烯酸(MA)和多巴胺(DA)的无规共聚(PMMDA3-Q、PMMDA3-T、PMMDA5-Q、PMMDA5-T、PMMDA7),并通过FTIR、1 H NMR、GPC以及UV-Vis等完成了定性、定量表征和分析。通过自组装的方式,将5种不同聚合物分别组装到钛表面,并采用QCM-D、AFM及血小板粘附实验考察了5种聚合物在钛表面的组装量、表面粗糙度以及改性后的钛表面抗血小板粘附及抑制血小板激活的能力。结果表明,聚合物PMMDA7更适合作为钛材表面改性聚合物,为构建磷酸胆碱仿生多功能涂层提供了实验基础和方法。     

TiCuO薄膜的显微结构对Cu离子释放和内皮细胞行为的影响

采用直流磁控溅射技术, 在Si片和316L SS基体上制备了不同Cu含量的TiCuO薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、X 射线能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对薄膜的显微结构和化学组成进行了分析。采用电化学腐蚀和模拟体液浸泡实验评价了薄膜的腐蚀性能和Cu离子释放特性。体外静态培养内皮细胞后, 采用细胞计数试剂盒(CCK-8)评价了TiCuO薄膜的细胞活性。研究结果表明, 未掺杂的TiO₂薄膜为金红石相, 掺入Cu后的TiCuO薄膜由非晶基体上含有Cu₂O的纳米晶粒构成。薄膜中的富Cu区引起了薄膜腐蚀。含Cu量高的TiCuO薄膜更易被腐蚀, 并释放出较多Cu离子。TiCuO薄膜释放出一定浓度的Cu离子促进了内皮细胞活性。研究表明, TiCuO薄膜的含Cu量和显微结构影响了Cu离子释放, 对其内皮细胞活性起了关键作用。     

Inhibition of bacterial adherence on the surface of biliary stent materials modified with chitosan

Bacterial infection plays an important role in the initiation of biliary sludge formation. Bacterial adherence and biofilm formation on the surface of a material have been considered as one of the main factors of stent re-occlusion in clinic. This work reported preventing bacterial adherence and bacterial biofilm formation on the surface of biliary stent material using chitosan film. The chitosan film was deposited on 316 L stainless steel (SS) plate by electrophoresis method and was characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform infrared spectroscopy (FTIR) and atomic force microscopy (AFM). The ability of inhibiting bacterial adherence was investigated by incubating in human fresh bile adding E. coli and Enterobacter at 37±1 ℃ . Scanning electron microscopy (SEM) and fluorescence staining were used for observing bacterial colonization and biofilm formation. The results show that chitosan film was uniformly deposited on material surface, and the composition of the film did not change through cross-linking, but the crystallinity of chitosan film become well. Comparing to un-modified sample, the E. coli and Enterococcus adhesion amount and colonization on the surface of modified sample were significantly decreased by fluorescence staining and SEM. It is suggested that chitosan could be applied to biliary stent in clinical because of its antimicrobial activities.