[背景]候选门级辐射类群(candidate phyla radiation,CPR)和DPANN是与绝大多数已知细菌和古菌具有显著差异的独特类群,因发现较晚,人们对其认识还非常有限.已知二者类群庞大、存在广泛,但在不同生境中的多样性研究还较少,生态功能尚属未知.[目的]分析不同地下水中CPR和DPANN的多样性,探讨不同方法对 CPR和DPANN检出及富集的影响.[方法]采用0.1 μm 滤膜收集菌体和宏基因组测序的方法分析呼和浩特市周边 4 个不同地下水中 CPR 和DPANN的多样性.比较宏基因组测序与 16S rRNA基因扩增子测序对CPR和DPANN检出的影响,以及不同过滤方式和不同滤膜组合对CPR和DPANN富集的作用.[结果]4 个地下水样品CPR 类群检出 33-64 个菌门,相对丰度在 0.17%-1.67%之间;DPANN检出 1-7 个菌门,相对丰度在 0.000 93%-0.071 00%之间.对于CPR和DPANN,16S rRNA基因V3-V4 区扩增子测序仅检出了纳古菌门(Nanoarchaeota).1.2 μm与 0.1 μm滤膜组合具有最好的CPR和DPANN富集效果,在及时更换滤膜的过滤方式下相对丰度分别提高到 13.33%和 0.58%.[结论]地下水中存在种类丰富但相对丰度较低的CPR和DPANN物种资源,且不同地下水中的 CPR和DPANN存在一定的差异.16S rRNA基因V3-V4 区扩增子测序会遗漏地下水中CPR和DPANN物种信息.在及时更换滤膜的过滤方式下采用不同孔径滤膜组合过滤会显著提高CPR和DPANN的相对丰度,达到富集效果.本研究为后续 CPR和 DPANN 物种资源、基因资源和天然产物资源的挖掘,以及该类菌株的可培养工作奠定了基础.

目的 设计3D打印多孔钛金属支架并通过有限元分析找出满足大孔径和高抗压强度的结构设计方案.方法 利用计算机Autodesk Inventor软件,设计15种不同孔隙结构的单元钛合金支架模型(5种类型单元体结构,分别为仿钻石-60°、仿钻石-90°、仿钻石-120°、正四面体和正六面体,每种类型单元体结构各有3种孔径,分别为400、600、800 μm)及其15种圆柱体模型(直径20 mm、高度20 mm),通过Autodesk Inventor软件进行有限元分析,简单模拟膝关节处受力类型及大小,转化成Mises等效应力、安全系数及形变位移的比较,分析数据,筛选出大孔径、高抗压强度的设计模型.结果 5种不同孔隙结构的单元结构模型在安全状态下,正向受力时,除正四面体外随孔径增大而最大受力减小;侧向受力时,各单元结构随孔径增大而最大受力减小;扭转受力时,仿钻石-60°和正四面体结构体随孔径增大而最大受力减小,仿钻石-90°结构体随孔径增大而最大受力增大,而仿钻石-120°和正六面体单元结构随孔径增大基本上无变化.在3种受力条件下,所有单元结构随孔径增大而形变位移增大.5种不同单元结构圆柱体模型分别在3种受力时,孔径越大,形变位移越大,Mises等效应力越大,安全系数变化同Mises等效应力相反.综合抗压能力由强到弱的顺序为:正六面体＞正四面体＞仿钻石-120°＞仿钻石-90°＞仿钻石-60°,并且每种类型圆柱体模型中孔径越小,抗压强度越大.结论 孔径大小和孔隙形态是影响支架抗压强度的重要因素.随着孔径(400、600、800 μm)的增大,各结构的强度均有所降低.正六面体、正四面体和仿钻石-120°结构模型能够满足大孔径和高抗压强度的条件.

本研究对恩度促进与肺癌细胞A549共培养体系中的HUVEC凋亡及其机制进行了研究,现报告如下.1 材料与方法1.1 材料购买烟台麦得津生物工程有限公司生产的重组人血管内皮抑制素,购买中国科学院上海细胞库提供的人脐静脉内皮细胞HUVECs、人非小细胞肺癌A549细胞株,购买湖南长沙长锦科技有限公司生产的CO2培养箱,购买杭州四季青公司生产的批号为110213的胎牛血清,购买武汉博士德生物工程有限公司生产的Bax,Bcl-2抗体、链霉素亲和生物素酶复合物(SABC),购买南京凯基生物公司生产的Annexin V2FITC凋亡检测试剂盒,购买日本Olympus IX71倒置荧光显微镜奥林巴斯BX51荧光显微镜,购买新加坡ESCO公司生产的超净工作台,购买GIBCO生产的DMEM与RPMI1640培养基,购买美国Sigma公司生产的3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐(MTT),购买日本Osaka Takeda公司生产的O-(氯乙酰-氨基酰基)烟曲霉醇(TNP-470),购买美国Moleculor Devices生产的SPECTRAmax190酶联分析仪,Coming Transwll迁移小室直径、孔径分别为6 mm、5μm.

目的:把传统的核磁成像技术和新兴的机器人技术进行融合,开创一种由机械臂代替人手、核磁共振仪代替人眼的全新手术模式.方法:利用蒙特卡罗法进行结构兼容性分析.依据磁场兼容性理论,将机械臂部件进行分类,分析机械臂的磁场兼容性问题,对机械臂的关键部件进行选材及选型;利用有限元分析法,对机械臂的大受力壳体进行受力分析以验证其可靠性.采用矩阵变换法和Robotics Toolbox工具箱构建出机械臂的正逆运动学模型.并利用五次多项式插值对机械臂的末端进行轨迹规划.结果:通过蒙特卡罗法求解出机械臂的工作空间,发现机械臂的工作空间完全包络核磁共振仪的内圈孔径,验证了机械臂的空间可达性.通过有限元分析可以得出机械臂的结构强度设计合理,且成功构建出了机械臂的运动学模型.通过轨迹规划发现各关节转速均匀,符合设计指标.结论:所设计机械臂构型合理,且满足核磁兼容性.

临床应用的高氮奥氏体不锈钢具有优良的力学性能、腐蚀性能和生物相容性,特别是其强度达到医用316L不锈钢强度2倍左右,但是临床用植入器件并没有充分利用其高强度的优势而进行结构尺寸的优化设计.本文采用有限元方法模拟研究空心结构高氮无镍不锈钢接骨板内孔的数量及孔径变化对弯曲抗力和应力分布的影响规律,结果表明随着孔数和孔径的增加,接骨板的轻量化率呈线性提高,同时三点弯曲时的弯曲抗力也明显降低,均成线性关系,应力分布随着孔的加入逐渐均匀.对于高强度的高氮无镍不锈钢而言,采用三孔结构及孔径为接骨板厚50%的设计,可以实现约15%的轻量化,而且保持较高的抗弯曲性能.同时根据研究结果,建议临床用316L不锈钢接骨板和钛合金接骨板可以采用双孔结构,孔径控制在接骨板厚度的50%以内,能够实现10%左右的轻量化,同时弯曲抗力不明显下降.

建立不同孔径分布的钛合金梯度多孔结构的三维有限元模型,对力学性能进行分析.使用Rhino 5.0和ABAQUS 6.1软件,分别建立sphere、sphere_line、sphere_plane、sphere_point等4种按不同梯度分布的多孔结构有限元模型.对模型分别加载200、400、600、800、1000 N的力,加载力作用于上表面,方向垂直于表面向下,选定下表面为固定约束,计算等效应力及最大主应力.在加载力相同的情况下,sphere_plane梯度孔模型的最大主应力及最大等效应力最大;其次为sphere_point梯度孔模型,较sphere_plane梯度孔模型小42.49％和23.61％;sphere_line梯度孔模型再次之,较sphere_plane梯度孔模型小47.60％和33.12％;sphere无梯度孔模型的最大主应力及最大等效应力最小,较sphere_plane梯度孔模型小68.44％和54.13％.在4种不同梯度孔径分布的多孔结构中,sphere无梯度孔结构的实际受力最小、承载能力最好,其次是sphere_line梯度孔结构,再次是sphere_point梯度孔结构次之,sphere_plane梯度孔结构实际受力最大,其承载能力相比前3种要差.最后通过快速原型对设计出的4种模型进行制备,得到多孔钛合金实体,并对实体进行力学性能测试实验,得出的结论可验证数值模拟分析结果的可靠性.该研究结果可为多孔钛合金植人体设计以及临床应用提供相关设计参考和理论依据.

慢性肾衰竭是一种由于多种原因导致的肾脏器官无法维持其基本功能,导致机体水、电解质、酸碱平衡失调,代谢产物潴留,全身各系统受累的临床综合征,最终发展成尿毒症,致死率较高[1]. 目前临床主要通过血液透析(HD)进行治疗,能够有效清除患者血液中的毒素分子,达到改善患者的生活质量以及延长生存时间的目的 ,但对于部分患者的疗效有限[2]. 高通量血液透析(HFHD)是一种通过大孔径的人工合成膜进行的常规HD, 能够将血清中相对分子量较大的毒素予以清除,据高萍[3]等研究发现,HFHD能够纠正尿毒症患者的血钙(Ca)、磷(P)代谢紊乱,有效清除大分子毒素. 故本研究旨在通过探讨HFHD对慢性肾衰竭尿毒症患者血红蛋白(HB)、P、全段甲状旁腺素(iPTH)及免疫功能的影响,为临床治疗提供指导,现报告如下.

背景:课题组前期实验成功制备了一种新型光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶.目的:分析光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶的形态与体外溶胀性能,以及植入体内的组织相容性与降解性.方法:利用光交联制备光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶,并根据其所含的鱼胶原蛋白肽质量浓度分为A组(30 g/L)、B组(50 g/L)、C组(100 g/L),凝胶中透明质酸质量浓度均为2.5 g/L,通过扫描电镜观察其微观结构,过体外溶胀实验研究水凝胶的溶胀性能.取15只雄性SD大鼠(由青岛琴大养殖有限公司提供),在每只大鼠的3处背部皮下植入3种光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶,术后1,2,4,6,8周各取3只大鼠,分析水凝胶的组织相容性与降解性.实验获得青岛大学基础医学院伦理委员会批准.结果 与结论:①随着鱼胶原蛋白肽质量浓度的升高,水凝胶的透明度逐渐降低、孔径逐渐缩小;②3种水凝胶在去离子水中浸泡100 min内均达到溶胀平衡,水凝胶的溶胀速率及平衡溶胀率与凝胶中的鱼胶原蛋白肽质量浓度呈反比,A组平衡溶胀率最高,为1 582％;③水凝胶植入后,大鼠皮肤光滑,无溃烂与增生,未发生感染与血肿等并发症;④植入皮下1周时,3组水凝胶周围均可见炎性细胞浸润,至2周时达高峰,随后逐渐减少,术后各时间点的炎性细胞计数为:A组＞B组＞C组,组间比较差异有显著性意义(P＜0.05);⑤植入大鼠皮下后,3种水凝胶逐渐降解,至8周时均有水凝胶残留,术后各时间点降解率为:A组＞B组＞C组,组间比较差异有显著性意义(P＜0.05);⑥结果表明,光交联鱼胶原蛋白肽-透明质酸水凝胶具有良好的组织相容性与体内降解性,并且通过调节其中鱼胶原蛋白肽的含量可改善其相关性能.

背景:3D打印钛合金多孔结构以其良好的机械性能和生物相容性已经在骨科植入假体设计与临床应用方面得到了快速发展,与涂层假体相比,钛合金骨小梁结构具有骨长入快和骨长入好的优点.为了保证骨科植入物的安全,目前多采用实验方式确定骨小梁结构的拉伸、剪切疲劳和弯曲疲劳强度.目的:通过力学实验和有限元数值模拟方法研究骨小梁多孔结构的力学性能.方法:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验:设计并制备3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,骨小梁结构的丝径为0.28-0.35 mm、孔径为0.71 mm、孔隙率为73％.检测钛合金骨小梁结构的拉伸强度,分析其失效机制,同时分析不同打印位置对骨小梁拉伸强度的影响.②数值模拟实验:利用有限元方法建立包括骨小梁理论结构的拉伸试件实体模型,模拟骨小梁试件的拉伸破坏过程.结果 与结论:①3D打印钛合金骨小梁拉伸试件的极限载荷分布在39.55-47.11 kN之间,等效极限拉伸应力分布在62.79-74.53 MPa之间,拉伸破坏的结果为网状结构断裂,说明钛合金骨小梁具有较高的拉伸强度;②3D打印钛合金骨小梁拉伸试件实验与数值模拟实验均显示,骨小梁试件受到拉伸破坏时的破坏形式为丝径断裂,不会在骨小梁与钛合金实体的结合面发生断裂;③数值模拟实验中骨小梁试件的拉伸破坏载荷低于3D打印钛合金骨小梁拉伸试件,造成该差异的原因主要为:3D打印骨小梁试件的丝径(280-350 μm之间)大于骨小梁的理论丝径(142 μm),而孔径(孔隙率75％)小于骨小梁的理论孔径(孔隙率96％).

目的 目前修复骨缺损的方式中,自体骨供量有限,异体骨或异种骨移植常出现术后排异反应,针对牙槽骨缺损修复而设计出一种来源广、价格低且生物相容性佳的骨组织工程材料迫在眉睫.文章旨在构建还原氧化石墨烯(rGO)修饰的壳聚糖骨组织工程支架,评价其表面形貌、理化特性及生物学性能.方法 通过化学还原法制备rGO,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜及傅里叶红外光谱对其表征.再利用冷冻干燥法制备出CS/GP、0.1％rGO/CS/GP、0.25％rGO/CS/GP和0.5％rGO/CS/GP四组复合支架,SEM下观察支架表面形貌;计算各组支架的孔径、孔隙率、吸水率和降解率;电子万能试验机进行压缩强度测试,筛选出修饰支架的合适rGO浓度后,MTS检测两组支架细胞增殖速率,激光共聚焦观察两组支架鬼笔环肽染色.结果 TEM下可更明显地观察到rGO的薄层结构,呈半透明状态,选区电子衍射图可见明显的六角衍射光斑.CS/GP组支架的网状骨架上较为平整;0.1％rGO/CS/GP组支架的个别网状骨架上可见rGO片层附着其上,但是数量较少,不易发现;0.25％rGO/CS/GP组支架的大多数网状骨架上均可观察到rGO片层的附着,使大多数的网状骨架上均呈现出褶皱状态;0.5％rGO/CS/GP组支架则可以发现很多的网状结构内有多数rGO片层堆叠,堵塞住许多原本的孔状结构.0.5％rGO/CS/GP组支架的孔隙率比CS/GP、0.25％rGO/CS/GP组低(P<0.05).0.1％、0.25％、0.5％rGO/CS/GP吸水率(535.87％±13.21％、621.48％±15.99％、637.19％±11.73％)均高于CS/GP复合支架(343.98％±11.03％),差异具有统计学意义(P<0.05).CS/GP复合支架的降解速率最快,在第7和21天时分别达到46.47％±3.13％和81.35％±0.85％,均高于0.1％、0.25％、0.5％rGO/CS/GP组支架(P<0.05).复合支架的弹性模量也随着支架内rGO含量的增加而相应增加[CS/GP:(1.10±0.14)MPa;0.1％rGO/CS/GP:(1.24±0.21)MPa;0.25％rGO/CS/GP:(1.47±0.21)MPa;0.5％rGO/CS/GP:(1.87±0.25)MPa],其中0.5％rGO/CS/GP复合支架的弹性模量高于CS/GP支架(P<0.05).MTS结果显示随着时间的延长,hDPSCs在两组支架上均能进行有效地细胞增殖,但是0.25％rGO/CS/GP组的细胞增殖更为迅速,在第5天和第7天时,两组间的增殖差异具有统计学意义(P<0.05).结论 0.25％的rGO修饰壳聚糖骨组织支架可改善其机械性能,提高原有支架的吸水率并降低降解速率,同时促进hDPSCs黏附及增殖速度,在骨组织工程领域表现出极大的潜力.