碱性工业废渣已经广泛应用于土壤重金属修复,经复配、加工、改性后可稳定化土壤中的重金属,从而降低重金属的毒性.本文探究了高炉渣(FG)和铁尾砂(T)对重金属污染土壤的稳定化效果,并结合SEM-EDS和XRD等手段揭示土壤中重金属的钝化机制.高炉渣材料水洗和高温煅烧后获得产品WFG和HFG;铁尾砂高温煅烧后获得产品HT.结果表明:稳定化材料施加显著提高土壤pH,电导率值变化不显著,稳定40 d后,土壤pH有所下降;土壤DTPA提取态Cd、Pb、Zn含量均下降,HFG-10％处理对Cd和Zn的稳定化效果最佳,稳定化率分别为66.04％和92.21％,HT-10％对Pb的稳定化效果最佳,稳定化率为69.67％;施加稳定化材料导致土壤重金属残渣态和可还原态含量随时间的增加先增大后减小;生态风险指数表明,施加10％高炉渣材料(FG、WFG、HFG)后土壤中Cd、Pb、Zn的风险指数下降了一个等级.总的来说,HFG-10％处理对土壤中Cd、Pb、Zn的稳定化效果最好,重金属钝化机制主要包括表面吸附和络合反应.

生物炭是修复Cd污染土壤的常用材料,但效率总体不高.为提高生物炭对Cd2+的吸附性能,采用稻杆生物炭作为原材料,通过负载Ca2+和胡敏酸氧化浸渍对其进行活化改性,制备钙基胡敏酸改性生物炭材料.采用扫描电镜及能谱(SEM-EDS)、红外光谱(FTIR)、光电子能谱(XPS)对材料进行表征,并通过吸附实验和盆栽实验,探究钙基胡敏酸改性生物炭对Cd2+的吸附固定性能和机理.结果表明:(1)生物炭与胡敏酸质量比为1∶1,碱性石灰水中Ca2+浓度为1.5 g·L-1的改性生物炭(RHB1-1)对Cd2+的吸附性能最佳,最大吸附容量为74.46 mg·g-1,较改性前提高了 61％;(2)钙基胡敏酸改性生物炭的表面酸性含氧官能团显著增加,并且新生成了游离态羟基,通过配位螯合、络合共离子交换作用,从而高效吸附Cd2+,吸附过程以化学吸附为主,符合Freundlich吸附等温模型;(3)钙基胡敏酸改性生物炭能够吸附固定土壤中Cd2+,促进Cd2+由酸可提取态转化为残渣态,降低了土壤Cd2+的生物有效性.

目的:对天然猪小肠黏膜下层(SIS)膜进行表面修饰以提升其生物学活性。方法:采用溶胶-凝胶法对天然SIS膜进行了纳米羟基磷灰石(nHA)表面涂层以获得新型SIS/nHA膜，将0.5 mol/L四水硝酸钙[Ca(NO 3) 2·4H 2O]溶于无菌去离子水并搅拌均匀，随后将0.5 g SIS膜基材浸没其中持续搅拌20 min，加入0.3 mol/L磷酸氢二铵[(NH 4) 2·HPO 4]溶液，并滴加氢氧化铵(NH 4OH)调节溶液pH至10，37 ℃下磁力持续搅拌直至溶胶形成，待反应完全后，取出SIS基材，用磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤3次，室温干燥。重复上述溶胶-凝胶过程3次，获得SIS/nHA膜。然后利用能谱-扫描电镜对材料表面理化性质进行表征，再将小鼠前成骨细胞以5×10 4细胞/膜的密度接种于各组材料，通过死活染色和噻唑蓝(MTT)试剂盒检测细胞在1、3、7 d增殖活性，同时将人脐静脉内皮细胞悬液(100 μl，1×10 5/ml)接种于铺有Matrigel胶的96孔板，比较SIS/nHA和SIS诱导成管能力。组间比较采用独立样本 t检验。 结果:溶胶-凝胶法成功将nHA沉积于SIS膜表面，与单纯的天然SIS膜比较，修饰后的SIS/nHA具有更理想的纳米磷灰石表面拓扑形貌；而且，体外实验证实培养1 d时，SIS和SIS/nHA的成骨增殖活性差异无统计学意义(0.215±0.027比0.230±0.035， t＝0.588， P>0.05)；而持续培养3 d(0.382±0.041比0.261±0.031， t＝4.077， P<0.05)和7 d(0.543±0.055比0.392±0.040， t＝3.846， P<0.05)后，SIS/nHA的成骨增殖活性显著高于SIS，差异均有统计学意义。体外成骨结果表明，SIS/nHA诱导4 h形成的成管节点数显著高于SIS组[(46.5±6.4)个比(31.3±5.1)个， t＝3.217， P<0.05]，同时SIS/nHA诱导形成的管腔长度也显著高于SIS组[(5 170.6±620.5) μm比(3 482.2±480.1) μm， t＝3.727， P<0.05]，差异均有统计学意义。 结论:nHA涂层修饰有效提升了SIS膜的表面生物活性，可在一定程度上为SIS的表面改性提供实验依据。

目的:分析镀碳基纳米多层膜钛合金球头五百万次摩擦磨损实验产生的颗粒特征，并与钴铬钼合金（CoCrMo）球头对比，以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能的优劣。方法:根据球头种类不同，将髋关节摩擦磨损实验设置为3组：A、C组分别选用进口及国产的CoCrMo球头，B组选用镀碳基纳米多层膜的钛合金球头（Ti 6Al 4V）。所有球头均与相同的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）髋臼杯配伍。3组关节在髋关节模拟机运行五百万次后收集血清样本，消解稀释后依次通过5 μm、1.2 μm及0.4 μm的滤膜过滤。使用扫描电镜在滤膜上随机选取颗粒图像，确定颗粒元素种类及成分结构，计算颗粒的大小、形状、数量及体积等相关参数，比较组间相关参数的差异，以评估新型镀膜球头摩擦磨损性能。 结果:各组颗粒主要成分均为UHMWPE，且多为亚微米级（粒径<1 μm），B组亚微米级颗粒占比为49.4%，显著低于A组的75%及C组的60%（χ 2=66.032、31.754，均 P<0.017）。各组颗粒均以类圆形为主，形状相关参数纵横比（AR）组间无统计学差异（χ 2=0.590， P=0.744）。B组颗粒数量在全部滤膜上均明显少于C组（ t=9.960、8.019、5.790，均 P<0.01），在0.4 μm滤膜上显著少于A组（ t=7.810， P=0.000）。 结论:新型镀碳基纳米多层膜钛合金球头摩擦磨损性能明显优于国产球头，部分超过进口球头水平，对预防UHMWPE颗粒诱导的骨溶解和无菌性松动有积极作用。

目的:探究SD大鼠牙釉质发育期摄入阿莫西林对牙釉质矿化的影响。方法:选取18只新生SD大鼠，采用完全随机的方法将其分为3组，每组6只，对照组和两个实验组大鼠在出生后第3~17天内分别给予蒸馏水、50 mg·kg?1·d?1（50 mg组）和 100 mg·kg?1·d?1（100 mg组）阿莫西林，观察各组大鼠一般状况、肝肾组织结构、下颌第一磨牙及切牙釉质表面情况，X射线能谱仪分析牙釉质表面的Ca/P变化，扫描电镜观察1%磷酸酸蚀后的牙釉质表面形貌变化，HE染色观察大鼠下颌切牙成釉细胞的形态改变。结果:与对照组相比，50和100 mg组大鼠一般状况及肝肾组织结构均未见明显变化。各组大鼠下颌第一磨牙均未见明显的釉面白斑；50和100 mg组所有大鼠上下颌切牙唇面切1/3区均出现不同程度的白垩色改变。X射线能谱仪分析显示，在下颌第一磨牙 1/3区及下颌切牙切1/3区，50和100 mg组的Ca/P（第一磨牙 1/3区分别为1.51±0.03和1.52±0.02，下颌切牙切1/3区分别为1.46±0.01和1.43±0.01）均较对照组（第一磨牙 1/3区为1.67±0.41，下颌切牙切1/3区为1.73±0.07）显著降低（ P<0.05）；在下颌第一磨牙和下颌切牙的颈1/3区，50和100 mg组的Ca/P（第一磨牙颈1/3区分别为1.59±0.05和1.57±0.04，切牙颈1/3区分别为1.47±0.01和1.51±0.03）与对照组（第一磨牙颈1/3区为1.56±0.04，切牙颈1/3区为1.52±0.02）相比差异均无统计学意义（ P>0.05）。扫描电镜观察显示，50和100 mg组下颌第一磨牙和下颌切牙酸蚀处理后釉柱大小不一，排列紊乱，釉柱间隙均较对照组增大，部分区域甚至出现较大的凹坑。HE染色结果显示，50和100 mg组大鼠切牙成熟期成釉细胞细胞间隙较对照组增宽。 结论:SD大鼠牙釉质发育期摄入阿莫西林可能影响其牙釉质矿化。

目的:开发具备近红外二区(Near-Infrared Ⅱ,NIR-Ⅱ)荧光成像性能的多功能化疗栓塞微球,评估其在肝癌NIR-Ⅱ荧光手术导航中的应用效果.方法:制备NaGdF4∶Nd@NaGdF4纳米颗粒(Re NPs)和聚乳酸-羟基乙酸共聚物(Polylactic-co-glycolic Acid,PLGA)基微球,利用透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)和荧光光谱仪分析Re NPs形貌和荧光性能.PLGA基微球的形貌、元素组成通过光学显微镜、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线能谱分析(Energy Disper-sive Spectroscopy,EDS)进行表征.利用紫外光谱分仪测定PLGA微球的阿霉素(Doxorubicin,DOX)装载和DOX释放情况.细胞增殖-毒性实验(Cell Counting Kit-8,CCK-8)和溶血实验来评估其生物相容性.利用NIR-Ⅱ成像系统分析PLGA@Re-DOX微球的成像效果和荧光稳定性.通过肝动脉插管将PLGA@Re-DOX微球递送至大鼠肝癌部位,观察其对NIR-Ⅱ荧光成像效果.结果:ReNPs展现出良好的单分散性和均一球形结构,平均粒径为9.3±0.4nm,并具备优异的NIR-Ⅱ荧光成像性能.PLGA、PL-GA@Re-DOX微球尺寸分别为294±7 μm、288±13μm,具有高度的均一性.PLGA微球具有良好的生物相容性,其对细胞存活率和溶血率与对照组相比没有显著统计差异(P＞0.05).此外,DOX包封率可达2.5％,能缓慢释放药物.PLGA@Re-DOX微球具有良好的肝内外NIR-Ⅱ荧光成像效果和优异的荧光稳定性,经肝动脉递送后进行NIR-Ⅱ荧光成像可以清晰地显示肿瘤边缘.结论:制备的PLGA@Re-DOX微球可有望实现对肝癌的NIR-Ⅱ荧光成像和荧光手术导航.

目的 了解青岛市室内飞灰的微观特征和浓度特征,为室内环境的污染防治提供科学依据.方法 于2020年在青岛市提取了室内飞灰中的磁性球粒,通过SEM-EDS分析,结合数理统计方法分析了磁性球粒的浓度、粒径、形貌及化学组成.结果 室内飞灰中6年累积的磁性球粒浓度为280粒/g、1 238粒/m2.粒径为1.2～30.8 μm,共86.8％在PM10和PM2.5范围内.发现光滑、波纹、类脑、熔点、树枝及骨架状6种表面形貌的磁性球粒,其中光滑球粒占所有球粒的54.6％.球型以圆球状为主,还含有少量椭球状球粒.化学组成以铁(Fe)、氧(O)为主,部分球粒含有少量铝(Al)、碳(C)、硅(Si)、镁(Mg).结论 目前研究区室内球粒浓度约为206粒/m2/年,一般不会对呼吸系统产生影响.

Sustainable cement-based concrete materials are primarily used for construction,among which vermiculite as lightweight fine aggregate gains more future development prospect.First,a bacterial solution was sprayed over vermiculite and wrapped using calcium sulphoaluminate(CSA)cement to replace with fine aggregate in concrete.Secondly,based on a preliminary test on compressive strength results,10％of Ground Granulated Blast Furnace Slag(GGBS)and a healing solution propor-tion of 9∶1 was selected for preparing self-healing concrete.The fine aggregate was replaced in concrete using vermiculite in 0％,5％,10％and 15％and the findings suggest that bacterial vermiculite replacement should be at most 5％to achieve better results in strength and durable properties.The strength enhancement observed for compressive strength,strength regain,split tensile strength,flexural strength,and ultrasonic pulse velocity were 29.22％,45.5％,34.02％,28.03％and 41.4％respectively.Surface crack healing at 7,14 and 28 days of BIVC was 38.23％,58.82％and 79.41％,which is 3-4％lower than internal crack healing.Microstructural analysis by Scanning Electron Microscopy(SEM),X-Ray Diffractometer(XRD),and Energy Dispersive Spectroscopy(EDS)reveals the existence of calcite,and it was formed due to the bio-mineral action of bacteria with available nutrients in sustainable concrete.

目的:观察纯钛植入体经喷砂酸蚀(SLA)联合等离子喷涂钽涂层处理后在大鼠体内的骨结合及新骨形成情况.方法:纯钛样品抛光清洗后,经喷砂、酸蚀处理,以等离子喷涂技术制备钽涂层.以喷砂酸蚀钛(SLA组)为对照组,钽涂层钛(SLA-Ta组)为实验组.利用扫描电镜、能谱分析仪、接触角测量仪和划痕测试仪对两组材料表面进行表征分析.将两组植入体随机植入大鼠的双侧股骨髁部,术后对大鼠进行双荧光标记.18只大鼠随机分别于术后4、12周处理死(n=9),通过Micro-CT扫描、荧光显微镜观察和组织学染色相结合评价植入体周围新骨形成和骨结合状况.结果:等离子喷涂成功在SLA钛表面制备了微纳米多级结构的钽涂层.体内实验显示,术后4、12周,SLA-Ta组植入体周围新生骨量、骨结合率均明显高于SLA组.结论:SLA联合等离子喷涂钽形成的微纳米多级结构可促进新骨形成,加速其沉积矿化,进而提高植入体的骨结合能力.

目的:构建一种缓释钼(Mo)离子的可注射性骨充填材料并对其性能进行评价.方法:将生物矿化硅(DBs)负载不同比率的Mo离子,再与壳聚糖(CS)基水凝胶共混,构建Mo/DBs/CS缓释体系.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP)等仪器检测其理化性质,并通过细胞毒性实验及碱性磷酸酶(ALP)分泌水平、ALP和茜素红染色方法观察其生物相容性和促进大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化能力.结果:SEM、EDS、FTIR检测结果证明DBs可以成功负载Mo离子;DBs对Mo离子的包封率为8％左右.第21天时,Mo/DBs/CS对Mo离子累计释放率为81％,缓释效果最佳.Mo离子低于200 mg/L、DBs浸提液低于2 500 mg/L时对BMSCs无细胞毒性(P＜0.001),而且Mo离子浓度在25～3.13 mg/L可以提高BMSCs分泌ALP的水平(P＜0.05).ALP及茜素红染色结果表明Mo/DBs/CS缓释体系可以显著促进MSCs成骨分化.结论:Mo/DBs/CS缓释体系是一种具有良好生物相容性、骨诱导活性及可注射性等优点的骨缺损充填材料.