可注射快速凝固磷酸钙骨水泥动物体内植入实验研究

为了评价可注射磷酸钙骨水泥的生物相容性和体内成骨能力,选用4周龄的新西兰大白兔18只,随机分为2、4、8、12、16和24周组,每组3只.按自身同期对照实验的设计原则,在兔的双股骨髁部设计直径为5 mm、深约6 mm的骨缺损孔洞,一侧为实验侧,另一侧为空白对照.分别于所定时间处死动物,取出标本进行大体观察,并利用环境扫描电镜(ESEM)观察分析标本断面的微观结构和形貌.结果表明:磷酸钙骨水泥具有较好的流动性和可塑性,能够注射到骨缺损部位,并原位快速固化,其初凝时间为5～8 min,抗压强度为25～30 MPa.磷酸钙骨水泥具有良好的生物相容性,可与宿主骨组织形成骨性结合,并能够刺激和引导新骨组织形成,有助于骨缺损的修复,能够满足临床操作要求.     

纳米磷酸钙复合骨支架体内降解的实验研究

研究纳米磷酸钙复合氧化铝氧化镁生物玻璃骨组织工程支架在动物体内的降解特性,为进一步构建组织工程化纳米人工骨提供研究依据;本研究将合成灭菌后的纳米磷酸钙复合骨支架植入新西兰大白兔股部肌袋,并在植入4、8、12、16 w取材进行大体、组织学、电镜观察降解情况,16 w时将取出的材料煅烧,测量残余无机物含量,同时进行X线衍射实验,测量残余材料的晶相组成.结果是:合成的纳米磷酸钙复合骨支架孔隙率为80%,孔径200～450 μm,抗压强度为3.8 MPa.材料在动物体内前8 w内降解较慢,生物力学强度减低不明显,12 w后降解明显加速,强度明显减低,并有羟基磷灰石成分出现,煅烧后残余无机物最少,16 w明显新骨形成,降解残余材料分布于新形成的骨组织内部,羟基磷灰石成分明显增多.结论显示纳米磷酸钙复合骨支架具有较好的降解性、生物相容性和诱导成骨作用,可作为骨组织工程的支架材料.     

壳聚糖微球／磷酸钙骨水泥复合材料细胞亲和性研究

将成骨前体细胞株MC3T3-E1，分别接种于含10％壳聚糖微球的复合材料和磷酸钙骨水泥基体上进行培养，采用MTT法检测细胞在材料表面的增值情况，通过对碱性磷酸酶活性ALP的测定，表征前成骨细胞向成熟成骨细胞的分化状况，并利用环境扫描电镜（ESEM）观察了细胞在材料表面的粘附、增值和生长情况。结果表明，两种材料均具有良好的细胞相容性。细胞在含10％壳聚糖微球的复合材料表面增殖、分化能力更强，表现出了比磷酸钙骨水泥基体材料更好的细胞亲和性。     

壳聚糖对骨组织工程中组织修复的影响

材料植入体内必然引起宿主体的应答,促进或抑制组织愈合。由于降解材料在体内的降解产物会随时间而变,产生的宿主体应答就会不同,进而会影响组织的愈合。而促进或抑制组织愈合的机制就成为新型医用高分子材料设计和制备的理论基础。壳聚糖是理想的骨组织修复材料之一,但至今还不清楚壳聚糖体内不同降解过程对组织修复的影响机制,也就无法设计出性能优良的壳聚糖基新材料。文章没有罗列壳聚糖基生物材料在骨组织工程中应用所取得的进展,而是重点阐述了壳聚糖在骨组织工程中应用的复杂性和对组织修复的影响,探讨了壳聚糖进一步用于骨组织工程所需要解决的问题。     

PHBV微球／磷酸钙骨水泥复合材料研究

采用在磷酸钙骨水泥中添加一定量的PHBV微球来制备在初期有较高的抗压强度，而后随着PHBV微球的降解，在磷酸钙骨水泥基体中形成三维孔隙结构的PHBV微球／磷酸钙骨水泥复合材料。选用的骨水泥的固相成分以α-TCP为主，液相成分为NaH2PO4／Na2HPO4、KH2PO4/K2HPO4缓冲溶液，PHBV微球直径为100μm～300μm，主要研究不同的固化液，固液比以及PHBV微球添加量对PHBV／磷酸钙骨水泥复合材料抗压强度等性能的影响，制备出凝固时间在15min-30min，具备一定可注射性，抗压强度达到10MPa～30MPa的PHBV微球／磷酸钙骨水泥复合材料。最终制备的PHBV微球／磷酸钙骨水泥复合材料能够满足骨修复材料的要求。     

天然HA与双相磷酸钙复合支架修复骨缺损对比研究

以真空冷冻干燥方法制备骨碎补-天然羟基磷灰石-壳聚糖和骨碎补-双相磷酸钙-壳聚糖两种复合多孔支架材料。通过对两种材料的组织结构、性能及观察不同时间兔颌骨骨缺损修复状态的研究,比较这两种支架材料的成骨性能。结果表明:骨碎补-天然羟基磷灰石-壳聚糖支架材料具有天然骨的结构及多孔形态,利于骨组织长入,骨密度值更高、骨修复速率高和骨吸收重建过程也优于双相磷酸钙的复合多孔支架材料,具有更好的成骨活性。     

磷酸钙骨水泥的生物相容性

磷酸钙（α-TCP/TTCP）复合骨水泥具有良好的水硬性能，与固化液按固液比为1.50g/mL拌和后，凝固时间可调，抗压强度达45．36MPa，其水化产物为羟基磷灰石（HAP）。通过体外模拟溶解实验表明，α-TCP/TTCP骨水泥具有一定的溶解性能，通过体外实验，动物实验，结合SEM和EPMA观察表明α-TCP/TTCP骨水泥不会产生全身或局部毒性反应，对肌肉无刺激，不致溶血，凝血，不引起炎症和排斥反应等，有利于骨组织长入并与骨组织紧密接触。α-TCP/TTCP骨水泥在动物体内可继续水化硬化，且随着植入时间的延长，材料与缩主骨完全融合在一起，α-TCP/TTCP骨水泥具有优良的生物相容性和生物活性，具有一定的降解性能和较好的成骨作用，适合于作为骨缺损的填充材料。     

壳聚糖涂层对Mg-6%Zn-10%Ca_3(PO_4)_2植入材料生物相容性的影响（英文）

研究壳聚糖包覆的Mg-6%Zn-10%Ca_3(PO_4)_2植入材料生物体内的降解特性。采用0.2%的醋酸溶液溶解壳聚糖,将其在60℃下涂覆在复合材料样品表面,固化30 min得到壳聚糖的涂层。壳聚糖涂覆后的样品细胞毒性为0级,说明该涂层完全没有毒性,可以用于生物实验。生物体内实验表明:与无涂层的样品相比,植入涂覆有壳聚糖的复合材料后,在新西兰兔静脉血中的离子浓度较低。壳聚糖涂层可以减缓复合材料在生物体内的降解速率。生物体内实验表明,涂覆壳聚糖的复合材料对新西兰兔的重要器官,如心、肾、肝、肌肉都没有损伤,而新生骨组织会聚集在壳聚糖涂覆的复合材料周围,有利于骨组织的生长。壳聚糖涂层有利于减缓植入材料在生物体中的降解过程,减少氢气析出造成的皮下气泡产生,有利于提高复合材料的生物相容性。     

镁植入动物体内的短期效果

研究了纯镁及表面改性纯镁样品植入动物骨组织后在镁-骨界面处的降解机制以及材料对周围骨组织的影响.选择纯系日本大耳白兔,于股骨处植入样品.术后1、5周后,取出样品制作半薄切片,进行光学显微镜、扫描电镜观察.研究发现,镁棒周围新生类骨组织沉积速度很快,说明镁的腐蚀降解并没有影响骨组织修复过程.结果表明,镁在降解期间安全性较高,有较好的组织相容性.     

磷酸钙陶瓷在非骨组织中构建组织工程骨研究

采用体内骨组织工程的方法,探索骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在不同非骨组织中构建骨移植物的可行性,并比较其差异,为体内骨组织工程的临床构建技术提供理论依据.方法为选取家犬的背部肌肉组织和脂肪组织为构建区,分别植入骨诱导性磷酸钙陶瓷支架以构建体内组织工程骨移植物.于术后4,6,12,24 w取样进行单光子计算机断层扫描(SPECT)、组织学检测,观察其构建过程,比较各个观测时间内,不同构建区的骨移植物中新骨组织的形成情况,评价不同非骨构建区域对体内骨组织骨移植物形成的影响.结果显示,骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在肌肉组织和脂肪两处非骨组织中均可形成体内组织工程骨移植物.在构建初期,肌肉组中新骨形成的时间比脂肪组早,骨量也较多.但在构建24 w后,两组的新生骨量没有差异.较肌肉组织而言,在脂肪组织中构建体内组织工程骨移植物更有临床应用前景.     

三电极高速CO2双边角焊焊缝成形参数预测分析

以影响三电极高速CO2双边角焊焊缝主要的两个焊接参数,即中间焊枪指向量和跟随焊枪指向量为研究对象,建立两因素三水平的全因子工艺试验设计,利用统计学方法对焊缝成形参数进行预测研究.结果表明,下脚长和上脚长均受中间焊枪和跟随焊枪指向量的主效应影响,而焊缝凸度受中间焊枪和跟随焊枪指向量的主效应和交叉效应影响.下脚长的预测范围大约为4mm,上脚长的预测范围大约为2.5mm,而焊缝凸度的预测范围大约为1mm.     

三丝CO2双边角焊全因子试验设计

影响三丝高速CO2双边角焊焊缝成形参数的因素众多,在试验中应集中在影响较大的焊接参数研究.文中以影响其主要的两个焊接参数,即焊接功率和焊接速度为研究对象,建立两因素三水平的全因子工艺试验设计,分析焊接参数对焊缝成形参数的影响.结果表明,下脚长、上脚长和焊缝凸度均受焊接功率和焊接速度的主效应影响,而与交叉效应无关.上脚长的预测范围大约为4mm,下脚长的预测范围大约为2.5mm,而焊缝凸度的预测范围大约为2.5 mm.     

压力机床身铸造工艺设计

介绍了J75G-800型高速精密压力机床身铸件的铸造工艺。由于铸件外形尺寸庞大而壁薄、内腔结构复杂,采取了如下工艺措施：（1）分型面与浇注位置一致;（2）增加工艺补正量,将最薄壁厚20mm增加到25mm,原主要壁厚25mm增加到30mm;（3）采用φ50mm×8mm无缝钢管作为4个贯穿床身全长的狭长内腔砂芯的芯骨;（4）为加快导轨的凝固速度,在导轨表面等距离设置40mm厚的石墨冷铁。铸件检测结果：组织致密,珠光体体积分数大于98%,导轨硬度平均值为190HB,各项力学性能均达到了设计要求。     

大规格H型钢腹板冷却浪原因分析及解决措施

腹板冷却浪是大规格H型钢产品一种较难调整的缺陷,其严重影响产品品质和高效生产。以易出现腹板冷却浪缺陷的典型规格H 800 mm×300 mm为例,分析得出缺陷的形成机理是存在残余应力。通过生产试验,针对腹板冷却浪缺陷的主要影响因素,如腹板厚度、腹板与腿部温差、腿腰延伸比,进行了理论分析,并提出了相应改进措施。结果表明,腹板越厚,单位时间内温降后温度越高,因此生产中腹板应按照标准厚度轧制或者正偏差轧制,腿部厚度应尽量轧薄,腰部厚度应尽量轧厚;此外,在TM轧机后安装翼缘冷却装置及在轧机出、入口导卫上部增加挡水板,使轧辊冷却水分流到轧件的两侧,防止落到腹板槽内,加剧其冷却温降,从而减少腹板与翼缘的温差;还有,在轧制过程中保证H型钢腿部延伸较腹板延伸略大,同时保证腹板不受拉,可以平衡一部分轧件热收缩的影响,从而减轻腹板冷却浪的产生。基于上述措施,确保了H800 mm×300 mm等大规格H型钢的质量稳定,为其批量稳定生产提供了保障。     

DUCTILE FRACTURE OF FERRITE NODULAR GRAPHITE CAST IRON UNDER MULTIAXIAL TENSILE STRESS

为研究多轴应力下铁素体球铁延性断裂机制,采用三种不同曲率半径(ρ=2,4,10mm)的缺口圆柱试样进行拉伸试验,并用大弹塑性变形有限元分析法计算试样缺口部位的应力、应变分布。在中断拉伸试样上进行金相观察,跟踪石墨球与基体界面处微空洞的形核和长大。研究结果表明,当石墨球与基体界面处的应力到达650MPa时,微空洞形核,空洞长大和聚合导致延性断裂。     

气动仿生六足机器人腿部设计与运动实验

为了提高气动仿生六足机器人的灵活性,机器人腿部采用三自由度气动空间弯曲柔性关节驱动,腿部装有抬升机构,可改变腿部的抬升高度,调整机器人重心高度。建立了腿部抬升高度和步距模型,利用三维运动捕捉系统,获得机器人腿部抬升高度、关节形变和足部工作空间,并分析了六足机器人越障高度。通过理论计算和实验可知,机器人腿部运动灵活,可跨越高度为30 mm的障碍。该研究为气动柔性关节仿生六足机器人的步态规划和控制提供了参考。     

High density large area hydrogen plasma by hollow cathode plasma array

Hydrogen plasma becomes an alternative to the conventional oxygen plasma in stripping photoresist in the next generation semiconductor processing because the conventional oxygen plasma is known to degrade ultralow dielectric constant films by depleting carbons from the films. An array of hollow cathode plasma is designed to have uniform and high density hydrogen plasma. From many combinations of cavity size and distribution, it is found that cylindrical ceramic cavity with 6 mm inner diameter, 10 mm depth and 30 mm spacing between neighboring cavities shows the widest process window. Nineteen cavities are engraved into the cathode plate of 200 mm diameter. Ceramic cavities are needed to survive against energetic ion bombardment. Dependence of the stripping rate on mixture ratio of N₂/H₂, gas flow rate, chamber pressure and RF power is investigated, and we have found that a stripping rate of more than 260 nm/min with 7% uniformity can be achieved when chamber pressure is 213 Pa, gas flow rate 10000 sccm, N₂/H₂ mixture ratio of 3:7 and RF power 2.5 KW. This high density hydrogen plasma in the order of 10¹¹/cm³can be a very effective method of photoresist stripping in the dual damascene process of copper metal and low-k dielectrics where oxygen plasma cannot be used.     

孔型法轧制50AT轨孔型系统的选择

介绍了50AT轨的断面形状和尺寸精度要求,分析了长腿布置在轧制线上方与长腿布置在轧制线下方两种孔型系统的优缺点,并运用MARC软件对该两种孔型系统中的梯形孔进行了变形仿真分析,发现前者轧件的弯曲和扭转均较小,因而轧制稳定,在攀钢Φ950mm生产线上进行的实际生产也证明了这一优点,因此应选用长腿布置在轧制线上方的孔型系统...     

Castability of Cu54Ni6Zr22Ti18 bulk amorphous alloy

Castability, in a narrow sense, means the formability of a particular liquid metal into a desired shape by transformation from liquid to solid. Considering the importance of recycling, the reuse of returned scrap should be related to castability. In addition, glass forming ability should also be studied for bulk amorphous metals, as it is very closely related to crack formation during casting. This paper reports a study on the castability of Cu-base bulk amorphous alloy made by conventional vacuum induction melting. The effects of specimen thickness, number of remeltings, and mold temperature were investigated. A test mold for thin plate specimens was designed in order to evaluate the liquid formability of the alloy. Mold filling was good for 2 mm specimens; however, many cracks were observed after cooling. While the mold cavities were not fully filled for 1 mm specimens, no cracks could be found. The glass forming ability also became worse with increasing number of remeltings; this worsening is believed to be caused by the increase in oxygen content.     

Numerical simulation study on monoblock casting process of ultra-slender structural components and experimental validation

Substrate, a typical ultra-slender aluminum alloy structural components with a large aspect ratio and complex internal structure, was traditionally manufactured by re-assembly and sub-welding. In order to realize the monoblock casting of the substrate, the Pro/E software was utilized to carry out three-dimensional (3D) modeling of the substrate casting, and the filling and solidification processes were calculated, as well as the location and types of casting defects were predicted by the casting simulation software Anycasting. Results of the filling process simulation show that the metal liquid is distributed into each gap runner evenly and smoothly. There is no serious vortex phenomenon in the mold cavity, and the trajectory of the virtual particles is clear. Results of the solidification process simulation show that shrinkage cavities mainly appear at the junction of gap runners and the rail surface of the substrate. The average deformation is 0.6 mm in X direction, 3.8 mm in Y direction, and 8.2 mm in Z direction. Based on the simulation results, the casting process of the substrate was optimized, and qualified castings were successfully produced, which will provide a reference for the casting process design of other ultra-slender aluminum alloy structural components.