作物的茎秆由细胞-组织-器官等多尺度结构构成,维管束是茎秆的主要机械支持组织,细胞是最基本的力学承载单元,细胞的力学性能取决于细胞壁的力学性能和细胞的形态结构.细胞壁的结构特征(微纤丝角、晶体尺寸等)逐级影响到细胞、维管束和茎秆的力学性能,对细胞壁结构特征的研究可以为培育抗倒伏性状良好的品种提供参考.本文以甘蔗(Sac-charum officinarum)品种'桂糖49号'为研究对象,采用X射线衍射技术检测甘蔗茎秆维管束厚壁细胞壁微纤丝角,分析微纤丝角和晶体尺寸对甘蔗茎秆维管束力学性能的影响,以揭示甘蔗超微结构与宏观力学性能之间的内在关系.研究结果表明,在茎秆横断面上,从蔗皮到蔗芯厚壁细胞的细胞壁微纤丝角呈增大的趋势;沿茎秆纵向从基部、中部到梢部的厚壁细胞的细胞壁微纤丝角的变化不明显.茎秆单根维管束的拉伸弹性模量与微纤丝角呈负相关,相关系数r=-0.655;与纤维素晶体尺寸呈正相关,相关系数r=0.604.单根维管束的拉伸强度差异的43％是由微纤丝角引起的.

目的:探索制备新型负压材料以构建大鼠全层皮肤缺损创面新生基质的可行性。方法:采用实验研究方法。取负压治疗中常用的聚氨酯泡沫敷料，于扫描电子显微镜下观察其微观结构并测定其孔径（样本数为5）。分别以聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）为原材料，采用熔体纺丝技术，以测得的聚氨酯泡沫敷料孔径为纺丝间距，分别以15、25、35 mm/s为纺丝速率制备聚己内酯负压材料和PBS负压材料，于扫描电子显微镜下观察制备的负压材料微观结构并测定其丝径，采用拉力试验机与复合材料试验机分别测定制备的负压材料和聚氨酯泡沫敷料的拉伸强度与拉伸模量（样本数均为5），以筛选后续制备负压材料的纺丝速率。将对数生长期的人皮肤成纤维细胞（Fb）分别与以筛选的纺丝速率制备的聚己内酯负压材料和PBS负压材料共培养，于共培养1、4、7 d，用活/死细胞检测试剂盒检测材料中细胞活性与黏附情况，用细胞计数试剂盒8法检测材料中细胞增殖水平（样本数为5）。于18只5~6周龄雌雄不限的SD大鼠背部各制备1个全层皮肤缺损创面，伤后即刻，将致伤大鼠按随机数字表法分为聚己内酯+聚氨酯组、PBS+聚氨酯组、单纯聚氨酯组（每组6只），用含相应成分材料覆盖创面，以-16.7 kPa负压进行持续负压吸引。分别于负压治疗7、14 d取每组3只大鼠，取创面组织与创面直接接触层材料（以下简称创面取材），行苏木精-伊红染色后观察肉芽组织生长及材料与创面结合情况，行Masson染色后观察胶原纤维沉积情况，采用免疫组织化学法检测并计数CD34、白细胞介素6（IL-6）阳性细胞。对数据行单因素方差分析、析因设计方差分析、LSD- t检验、Kruskal-Wallis H检验、Mann-Whitney U检验及Bonferroni校正。 结果:聚氨酯泡沫敷料微观上呈疏松多孔结构，孔径为（815±182）μm。以800 μm为后续负压材料制备中的纺丝间距。PBS负压材料与聚己内酯负压材料的微观结构均较为规则，层间垂直相通，纺丝连续且粗细均匀，但PBS负压材料纺丝较聚己内酯负压材料平直；不同纺丝速率下由同种原材料制备的负压材料微观结构无明显差别。以3种纺丝速率制备的聚己内酯负压材料的丝径相近（ P>0.05），以25、35 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料的丝径均明显小于以15 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料（ t值分别为4.99、6.40， P<0.01）。以3种纺丝速率制备的聚己内酯负压材料的拉伸强度、拉伸模量均相近（ P>0.05）；以15、25 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料的拉伸强度均明显小于以35 mm/s的纺丝速率制备的PBS负压材料（ t值分别为9.20、8.92， P<0.01），拉伸模量均明显小于以35 mm/s纺丝速率制备的PBS负压材料（ t值分别为2.58、2.47， P<0.05）。后续选用35 mm/s的纺丝速率制备聚己内酯负压材料，选用15 mm/s的纺丝速率制备PBS负压材料。共培养1、4、7 d，在聚己内酯负压材料和PBS负压材料中黏附生长的人皮肤Fb数随时间延长而增多，2种材料间比较无明显差别。共培养1、7 d，2种负压材料中人皮肤Fb增殖水平均相近（ P>0.05）；共培养4 d，PBS负压材料中人皮肤Fb增殖水平显著高于聚己内酯负压材料（ t=6.37， P<0.01）。负压治疗7 d，3组大鼠创面取材中材料均清晰可辨且均可见少量胶原纤维，单纯聚氨酯组大鼠创面取材中可见少量肉芽组织；负压治疗14 d，3组大鼠创面取材中均可见大量肉芽组织与大量胶原纤维，聚己内酯+聚氨酯组大鼠创面取材中材料与创面组织分辨不清。负压治疗7、14 d，单纯聚氨酯组大鼠创面取材中胶原纤维均较另外2组致密。负压治疗7 d，每400倍视野下，PBS+聚氨酯组大鼠创面取材中CD34阳性细胞数为（14.8±3.6）个，明显少于单纯聚氨酯组的（27.8±9.1）个（ t=3.06， P<0.05）；IL-6阳性细胞数为60（49，72）个，明显多于单纯聚氨酯组的44（38，50）个（ Z=2.41， P<0.05）。负压治疗14 d，每400倍视野下，PBS+聚氨酯组大鼠创面取材中IL-6阳性细胞数为19（12，28）个，明显多于聚己内酯+聚氨酯组的3（1，10）个与单纯聚氨酯组的9（2，13）个（ Z值分别为2.61、2.40， P<0.05）。 结论:制备的聚己内酯负压材料和PBS负压材料生物相容性好，均可成功构建大鼠全层皮肤缺损创面新生基质，其中聚己内酯负压材料总体上优于PBS负压材料。

目的:探讨周期性牵张微应变对人髓核细胞生物学功能和退变的影响。方法:收集人椎间盘髓核组织，酶消化法分离、培养髓核原代细胞，显微镜下观察细胞生长状态。Mechano Culture FX2加载周期性牵张微应变，应力10万μ?，10%拉伸应变，频率0.1 Hz，8 640个循环周期。MTT法检测牵张微应变对髓核细胞增殖的影响；流式细胞仪检测牵张微应变对髓核细胞周期和凋亡的影响。基因表达谱芯片检测牵张微应变组和对照组表达差异的基因，生物信息学分析表达差异基因在髓核细胞的功能。荧光定量PCR法检测牵张微应变对髓核细胞表达炎症相关因子、TGF-β、基质降解酶类、ECM分子等的影响。结果:牵张微应变组髓核细胞生长状态较好。牵张微应变促进髓核细胞增殖和周期进程，两组细胞S期（ t=5.336， P< 0.05）和G2/M期（ t=7.288， P< 0.01）百分比的差异均有统计学意义。牵张微应变抑制髓核细胞凋亡（牵张微应变组8.56%±0.48%，对照组10.63%±0.32%， t=4.474， P< 0.05)。基因表达谱芯片检测到866个差异表达基因，基因本体（gene ontology）分析其在细胞中的作用，主要包括focal adhesion、extracellular matrix，membrane raft、condensed chromosome kinetochore、cytoskeleton等。牵张微应变影响髓核细胞表达炎症相关因子、TGF-β基因、基质降解酶、细胞外基质分子等的表达。与对照组相比，牵张微应变组炎症相关因子IL15（ t=5.379， P< 0.05）、IGF1（ t=5.454， P< 0.05）、IGFBP7（ t=13.57， P< 0.01）的表达降低；TGF-β相关基因TGFB1（ t=6.931， P< 0.05）、TGFB2（ t=15.56， P< 0.01）、TGFB3（ t=7.744， P< 0.05）的表达增高；基质降解酶类ADAMTS3（ t=5.241， P< 0.05）和MMP19（ t=24.72， P< 0.01）的表达降低，TIMP3（ t=8.472， P< 0.01）的表达增高；ECM分子COL2A1（ t=5.871， P< 0.05）、FLRT2（ t=5.216， P< 0.05）、FN1（ t=4.289， P< 0.05）的表达增高。 结论:周期性牵张微应变促进髓核细胞周期和增殖，抑制髓核细胞凋亡，可能通过调节髓核细胞表达炎症相关因子、TGF-β、基质降解酶类、ECM分子等改善髓核细胞退变。

目的:探讨含羟基磷灰石（hydroxyapatite，HA）的脱敏剂对不同粘接模式下通用型粘接剂粘接性能的影响，为脱敏处理后粘接剂的使用提供依据。方法:选取因阻生而拔除的第三磨牙60颗（西安交通大学口腔医院口腔颌面外科提供）。将4颗牙制备为1 mm厚牙本质片，1%柠檬酸处理建立牙本质敏感模型，分为对照组（无任何处理）、脱敏牙膏A和B组（分别用含HA的脱敏牙膏Biorepair和Dontodent Sensitive处理）、脱敏糊剂组（HA糊剂处理）（每组2片），扫描电镜观察各组牙本质表面形貌。剩余牙暴露冠中部牙本质并建立牙本质敏感模型，分入上述4组进行相应处理。每组再分为2个亚组，使用中强酸型通用型粘接剂（G-Premio Bond）分别在酸蚀-冲洗模式或自酸蚀模式下进行粘接，堆塑树脂，制备树脂-牙本质片状试件（每亚组4个）、微拉伸试件（每亚组20个）和片状试件（每亚组6个），分别进行粘接界面微观结构和纳米渗漏情况扫描电镜观察、微拉伸强度（粘接强度）测试及断裂模式记录、粘接界面水渗透情况激光扫描共聚焦显微镜观察。结果:扫描电镜显示，脱敏牙膏和脱敏糊剂处理均可部分或完全封闭多数牙本质小管。对于酸蚀-冲洗模式，脱敏牙膏A、B组和脱敏糊剂组粘接强度［分别为（40.98±4.60）、（40.89±4.64）和（41.48±3.65）MPa］均显著大于对照组［（38.58±4.28）MPa］（ F=3.89， P<0.05）；对于自酸蚀模式，4组粘接强度差异均无统计学意义（ F=0.48， P>0.05）；各组自酸蚀粘接模式粘接强度均显著大于同组酸蚀-冲洗粘接模式（ P<0.05）。4组总体断裂模式主要为混合破坏和界面破坏。扫描电镜观察显示，酸蚀-冲洗模式下粘接界面银染颗粒沿混合层底部呈斑点状分布，自酸蚀模式几乎不存在银染颗粒沉积。激光扫描共聚焦显微镜显示酸蚀-冲洗模式混合层内存在连续线状渗透，自酸蚀模式混合层内呈不连续线状渗透。 结论:含HA的脱敏剂处理对中强酸型通用型粘接剂的粘接性能无不利影响，搭配自酸蚀粘接模式可获得良好的粘接效果。

目的:分析不同品牌疝补片的微观结构及拉伸、顶破强度进而评估不同疝补片的力学性能。方法:分别使用天平、显微镜对常见的15种疝补片进行质量和微观结构测试，并分别使用拉伸试验机与顶破试验机来检测疝补片的拉伸性能与顶破性能，并对疝补片进行力学性能分析。结果:疝补片的编织结构为菱形、多边形和圆形。腹股沟补片的平均质量为0.08 mg/mm 2，腹壁疝补片的平均质量为0.18 mg/mm 2。G3~G6疝补片的丝径较大，G12的网孔率较低。在拉伸性能测试中，G15的拉伸强度最大，重量型补片中G12、G14的拉伸强度较小，轻量型补片中G1、G2、G7的拉伸强度较小。在顶破性能测试中，G3、G9、G15疝补片的顶破强度最大，重量型补片中G12、G13、G14的顶破强度较小，轻量型补片中G1、G2、G4的顶破强度较小。 结论:多边形网孔且大网孔率的疝补片具有更好的力学性能，为优化疝补片提供了实验依据，有望为相关的研究和应用提供更好的支持。

目的:研究四氟化钛（TiF 4）溶液对酸蚀症牙本质粘接强度的影响。 方法:选取24颗新鲜拔除的人第三磨牙，获取冠部近髓腔的牙本质，随机分为6组，每组4颗牙，其中4组通过酸蚀和机械力方法建立人工酸蚀症牙本质模型，另外2组为健康牙本质。随机选取1组人工酸蚀症牙本质和1组健康牙本质，使用扫描电镜和显微硬度仪测定其表面形貌与表面硬度，评价人工酸蚀症牙本质的建模效果。另外3组人工酸蚀症牙本质和1组健康牙本质用于粘接测试，按不同处理分为4组：4.0% TiF 4处理酸蚀症牙本质组（4.0% TiF 4-ED组）、2.5% TiF 4处理酸蚀症牙本质组（2.5% TiF 4-ED组）、无处理酸蚀症牙本质组（ED组）及健康牙本质组（SD组）。使用SE Bond自酸蚀粘接系统进行粘接，AP-X复合树脂分层充填，测定即刻微拉伸粘接强度并观察断裂模式。 结果:人工酸蚀症牙本质和健康牙本质的显微硬度值分别为（56.92±5.27）HV和（60.19±4.52）HV，组间比较差异有统计学意义（ P<0.05）。扫描电镜结果证实，人工酸蚀症牙本质与自然酸蚀症牙本质的微观形貌特征相符。4.0% TiF 4-ED组、2.5% TiF 4-ED组、ED组和SD组的微拉伸粘接强度分别为（28.94±8.04）MPa、（46.08±8.19）MPa、（20.39±7.46）MPa和（45.16±7.86）MPa。2.5% TiF 4-ED组和SD组的微拉伸粘接强度比较，差异无统计学意义（ P=0.529），二者均高于4.0% TiF 4-ED组和ED组（均 P<0.05）。4组断裂模式分布比较，差异有统计学意义（ χ2=54.91， P<0.001）。2.5% TiF 4-ED组以内聚牙本质断裂为主，提示其粘接强度可能高于微拉伸测试均值。 结论:酸蚀症牙本质粘接强度低于健康牙本质，2.5% TiF 4溶液可显著提高酸蚀症牙本质的粘接强度。

目的:结合3D打印技术与可降解复合材料，探讨可用于中耳听力重建的组织工程听骨支架的制备方法。方法:选择国产高分子聚合物聚乳酸-羟基乙酸共聚物（polylactic acid-glycolic acid copolymer, PLGA）和可降解陶瓷β-磷酸三钙（β-tricalcium phosphate,β-TCP），按设计配比应用低温沉积方法制备打印原料。采用自主研发的低温沉积打印装置，根据所需支架的外形设计编程代码，选择合适的打印程序文件，低温环境下制备组织工程听骨支架。支架打印成型后冷冻干燥，灭菌备用。分别用光镜、扫描电镜观察支架表观特征与内部结构，检测其孔径、孔隙率以及力学特性。结果:3D打印后可获得所需降解支架，呈小柱状，直径1.5 mm，长度6.0 mm，光学显微镜下可见其表面有微孔。扫描电镜下构成支架的单丝呈横竖交织的经纬结构，间距1.2 mm，单丝间有交联孔道互相连接。支架表面可见直径100~400 μm类圆形或四边形孔隙，其间的交联孔道直径约50 μm，周边圆形微孔直径约10~40 μm。在PLGA材料表面附着粒径约700 nm的β-TCP微粒。整体支架的平均孔隙率为（83.43±0.01）%，负载重组人骨形态发生蛋白-2（recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2）含量约0.7 μg/mm 3。经冻干处理后支架机械强度适中，拉伸及挤压后无明显变形，符合组织工程骨力学要求。 结论:运用低温沉积打印法，通过严格控制的流程与条件，可制备供植入实验的高分子聚合物-可降解陶瓷听骨组织工程支架。该复合材料具有合适的孔隙率及力学特性，可负载成骨诱导因子。

目的:探讨G蛋白通路抑制因子2（G protein pathway suppressor 2, GPS2）在细胞机械牵张及小鼠大潮气量机械通气相关性肺损伤（ventilation-induced lung injury, VILI）中的作用机制。方法:取人肺微血管内皮细胞（human pulmonary microvascular endothelial cells, HPMVEC）按照随机数字表法分成4组（每组3孔）：未进行机械牵张组（Nc组）、低表达GPS2组（GPS2 siRNA组）、机械牵张4 h组（CS 4 h组）和低表达GPS2并机械牵张4 h组（CS 4 h+GPS2 siRNA组）。GPS2 siRNA组与CS 4 h+GPS2 siRNA组HPMVEC转染GPS2干扰小RNA（small interfering RNA, siRNA），CS 4 h组和CS 4 h+GPS2 siRNA组进行幅度为20%、频率为0.5 Hz的循环拉伸的方法建立机械牵张模型。Western blot法检测连环蛋白（p120）、紧密连接蛋白（Occludin）和GPS2水平，免疫荧光法检测p120和Occludin的定位及表达，流式细胞术检测活性氧（reactive oxygen species, ROS）和线粒体膜电位（mitochondrial membrane potential, MMP）水平。健康雄性C56BL/6小鼠40只，采用随机数字表法分为4组（每组10只）：对照组（C组）、GPS2敲低组（si-GPS2组）、机械通气4 h组（MV 4 h组）、GPS2敲低+机械通气4 h组（MV 4 h+si-GPS2组）。si-GPS2组和MV 4 h+si-GPS2组小鼠通过尾静脉注射GPS2 siRNA转染复合物，1周2次；MV 4 h组和MV 4 h+si-GPS2组小鼠进行气管插管机械通气4 h。采用H-E染色观察小鼠肺组织病理学改变，检测肺组织中丙二醛（malondialdehyde, MDA）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）水平。结果:细胞实验中：与Nc组比较，GPS2 siRNA组、CS 4 h组和CS 4 h+GPS2 siRNA组GPS2、p120、Occludin水平下降（ P<0.05），ROS水平增加（ P<0.05），MMP水平降低（ P<0.05），p120、Occludin表达荧光强度减弱、分布减少、细胞间隙增大；与CS 4 h组比较，CS 4 h+GPS2 siRNA组GPS2、p120和Occludin水平进一步下降（ P<0.05），ROS水平增加（ P<0.05），MMP水平降低（ P<0.05），p120、Occludin表达荧光强度进一步减弱、分布进一步减少、细胞间隙进一步增大。动物实验中：与C组比较，si-GPS2组、MV 4 h组、MV 4 h+si-GPS2组小鼠肺组织MDA水平升高（ P<0.05），SOD水平降低（ P<0.05），肺组织出现明显损伤改变；与MV 4 h组比较，MV 4 h+si-GPS2组小鼠肺组织MDA水平升高（ P<0.05），SOD水平降低（ P<0.05），肺组织损伤改变加重。 结论:GPS2可通过调控线粒体功能参与细胞机械牵张及小鼠大潮气量VILI。

脊髓是由灰质和白质构成，被硬脊膜、蛛网膜、软脊膜、齿状韧带和脑脊液所环绕。脊髓及其周围不同解剖结构的生物力学特性相关研究已证实脊髓属于非线性黏弹性介质，灰质和白质均具有超弹性材料的特性，在单轴拉伸和机械压缩实验方面的力学性能各异。人体脊髓在全长上呈粗细不均匀的状态，而各节段的硬脊膜表现出明显的异向性，其弹性模量自颈髓至腰髓逐渐减小。尽管对蛛网膜生物力学行为的研究较少，但其对提升脊柱有限元模型的预测准确性具有非常大的潜力。关于人软脊膜生物力学行为的研究尚无文献报道。脊髓浸润在脑脊液中，脑脊液可作为脊髓的震动缓冲器，因此在讨论脊髓的生物力学行为时不应忽视脑脊液的重要作用。当脑脊液压力升高时，脊髓的应力也会升高，反之亦然。齿状韧带的强度自上至下逐渐减弱。脊髓组织柔软，在受损时常发生拉伸、压缩和扭转等混合力学变化。脊髓的测量方法包括磁共振弹性成像（magnetic resonance elastography，MRE）、原子力显微镜、微压痕技术和脊髓造影等。MRE在脊髓形态学研究方面具有一定的优势。脊髓变形损伤时准确测量其力学参数难度大，通过应用影像学技术显示脊髓的动态病理变化，可以为临床治疗与预防提供宝贵的参考信息。有限元分析在研究脊髓损伤方面具有重要的价值，但目前的建模方法存在一定的简化，在脊柱有限元模型中脊髓通常被建模为均质材料，这种建模仍然需要进一步的实验证实其有效性。通过深入研究脊髓的生物力学特性及测量方法的研究进展，能更加深入地理解脊髓损伤机制，并为脊髓损伤的治疗和预防提供重要的理论指导和支持。

目的:探究选区激光熔化(selective laser melting,SLM)打印制造的添加微量Ti-6Al-4V粉末的纯钛材料,在两种不同热处理温度(650 ℃,2 h和700 ℃,2 h)及不同扫描速度(1000 mm/s和500 mm/s)下的机械性能.方法:制备SLM打印的试样,测试材料的机械性能,观察拉伸试样的断口形貌及显微结构.结果:SLM打印的纯钛试样的极限拉伸强度在1000 mm/s扫描速度时高于500 mm/s扫描速度时的25％;在650 ℃及700 ℃不同热处理条件下,650 ℃,2 h在两种扫描速度下都表现出更加优异的机械性能,但延伸率在700 ℃,2 h在低扫描速度组更高.结论:添加微量Ti-6Al-4V粉末后打印的纯钛材料相较于Ti-6Al-4V合金更能满足口腔修复体的要求.