3D打印丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架

运用三维制图软件Solidworks设计了软骨支架宏观结构,采用3D打印技术和冷冻干燥技术制备了丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架。通过实验测试了支架的密度、孔隙率和弹性模量;在支架上接种软骨细胞后,采用MTT法、HE染色和扫描电镜观察3种方法分析了细胞在支架上的增殖和形态。结果显示,丝素蛋白-Ⅱ型胶原软骨支架弹性模量具有率相关性,即随着应变率增加,支架的弹性模量增大;支架的密度和孔隙率分别为(0.086 6±0.008 4)g/cm3和(89.3±3.26)%。支架接种细胞培养7 d后,细胞生长增殖加快;HE染色观察发现,细胞在表层区生长最多,深层区最少;扫描电镜观察发现,支架孔径形状规则,通透性较好,细胞多分布于孔壁表面。     

改进溶剂浇铸/粒子沥滤法制备聚ε-己内酯组织工程支架

对经典的溶剂浇铸／粒子沥滤法进行适当改进，结合致孔剂直接黏结工艺制备三维多孔聚ε-己内酯（PCL）组织工程支架材料.以氯化钠为致孔剂，利用预成型-真空浇铸-脱溶荆工艺制得支架材料．对支架的微结构、孔径、孔隙率和亲水性等性能进行表征．结果表明，黏结工艺中加入水量在2％～8％时都可形成均匀多孔黏结结构，且支架孔隙率几乎不变；支架孔径基本分布在10～80μm；孔隙率可达（89±1）％；采用抽真空与加热相结合的脱溶荆工艺可以提高孔隙率．制得的PCL支架厚度2〉5mm且为三维高孔隙率海绵体结构，可适用于软组织工程的修复．     

蚕丝蛋白/明胶多孔肝组织支架的制备及性能研究

采用冷冻干燥法制备了蚕丝蛋白/明胶多孔支架,并分别在-20℃和-70℃预冻,以观察支架的微孔结构,测量支架的孔隙率、溶胀吸水性及力学性能,研究HepG2细胞在支架中的生长增殖情况.结果表明:随预冻温度降低,支架的孔径减小且微孔分布更加均匀,孔隙率及力学性能均得到提高.细胞培养结果显示:随预冻温度降低,支架的细胞贴壁率减...     

胶原支架材料的制备与表征

分别采用真空高温脱水和化学交联剂1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳化二亚胺处理经冷冻干燥后的胶原海绵材料,制备组织工程支架,讨论反应条件对胶原性能的影响,测定胶原支架的力学强度和降解特性.结果发现,不同的处理方法都能保持胶原海绵的三维多孔结构,孔隙率可达到90%;真空高温脱水获得的胶原海绵材料力学强度较小,但断裂伸长率略大;碳化二亚胺交联胶原海绵材料力学强度相对较高,抗张强度为380 kPa左右.胶原海绵交联后,降解速率显著小于未经交联的胶原材料.细胞培养试验表明成纤维细胞可以在支架材料上正常生长.两种交联方法处理胶原海绵,其细胞生长行为差异无显著性,适合于作为组织工程支架.     

胶原-壳聚糖复合支架体外三维培养神经干细胞

采用冷冻干燥法制备了胶原-壳聚糖复合支架并通过层粘连蛋白（LN）进行结构修饰,测定其物理性能特征,建立了胎鼠海马神经干细胞（NSCs）的三维培养体系,同时考察了NSCs与胶原-壳聚糖复合支架的生物相容性．孔径、孔隙率、吸水率、降解率等参数的比较表明,体积比为7：3的复合支架更适合于体外细胞培养的要求,并且NSCs在经LN修饰后支架材料上的接种率得到明显提高;激光共聚焦显微镜及扫描电镜观察表明,NSCs能够在胶原-壳聚糖复合支架内良好地生长、增殖及分化．这些结果为NSCs的进一步临床移植应用,以及治疗神经系统疾病的新药筛选和机理研究等奠定了坚实的实验基础．     

基于环境变迁影响的古砖孔结构及饱和系数

通过不同水平下的淡水冻融、盐水冻融,人工模拟山西某地区环境变迁特征,采用蒸煮法和压汞法实验,建立古砖不同孔径孔隙体积和饱和系数的对应关系,评估分析环境变迁对古砖孔结构及饱和系数的影响.针对同一区域的某古建筑群不同年代的实体砖进行实验验证.研究结果表明,环境变迁导致古砖的孔隙率和孔径分布变化;其中,淡水冻融导致砖孔隙率呈现规律性变化,孔隙率缓慢增长;盐水冻融导致砖孔隙率呈现间歇性变化;小于1μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐减少,1~5μm孔径孔隙体积占总孔隙体积百分数逐渐增大;孔径孔隙体积变化性能和饱和系数具有很好的相关性,有利于解决文物建筑实验样品数量不足的问题,用其替代饱和系数评定古建筑砖抗风化性能具有可行性.     

角膜组织工程支架壳聚糖-胶原复合膜的性能

制备了壳聚糖-胶原角膜组织工程支架,考察了复合膜支架的光学性能、力学强度、结晶性、吸水率、亲水性、微观形貌及细胞亲和性,发现支架内胶原与壳聚糖两种分子间存在较强的相互作用,且具有良好的相容性,支架表面平滑均一,内部呈现层状有序结构．壳聚糖-胶原复合膜具有优异的透光率和适宜的湿态力学强度．细胞培养实验中,人角膜缘上皮细胞能在支架上较好地粘附和增殖分化,显示复合膜支架具有良好的细胞亲和性．结果表明壳聚糖-胶原复合膜有望成为一种性能良好的角膜组织工程支架．     

新型前交叉韧带支架材料的构建及其生物相容性的实验研究

探讨以聚羟基丁酸己酯/聚左旋乳酸(PHB/PLLA1∶1)胶原杂化支架作为前交叉韧带组织工程载体材料的可行性。制备"三明治"样结构PHB/PLLA共聚物并测量其孔隙率等指标。以I型胶原对制备的PHB/PLLA支架进行杂化,获得PHB/PLLA胶原杂化支架。扫描电镜观察其表面结构。将兔皮肤成纤维细胞(SF)接种于PHB/PLLA胶原杂化支架,共培养5d后,扫描电镜下观察其在材料上生长情况。PHB/PLLA支架杂化后胶原填充于纤维空隙,分布比较均匀。体外培养的皮肤成纤维细胞成功种植在支架材料上,在材料上粘附、生长良好。说明构建的支架材料具有良好的三维构型和生物相容性,有望为前交叉韧带损伤的修复提供了一种新型的支架材料。     

三维自组装石墨烯的细胞相容性研究

针对石墨烯的二维平面结构不利于细胞在材料上延伸生长和黏附的问题,通过水热法合成自组装石墨烯,搭建利于细胞生长和黏附的三维结构.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X线光电子能谱和接触角测试仪对样品的表面形貌、微观结构、化学键、原子组态和亲水性能进行测试,并通过形体外细胞实验研究了L929小鼠肺部成纤维细胞在材料上的黏附和增殖生长等行为.实验结果表明:自组装石墨烯具有孔径为1~3μm的孔洞,材料整体呈网状结构,为多层石墨烯片层的堆叠;样品中部分C元素分别与H和O元素结合生成多种官能团;三维自组装石墨烯的亲水性和表面细胞增殖生长情况均优于二维石墨烯,更适于作为组织支架促进细胞生长.     

磷酸钙与胶原双相多级仿生骨组织工程支架研究

磷酸钙与胶原是天然骨组织的重要组成成分,介绍了一种仿生设计磷酸钙与胶原双相复合的多级仿生骨组织支架.采用双氧水发泡技术精确定制磷酸钙支架孔结构,结合真空灌注胶原以及仿生矿化技术,构建磷酸钙,胶原双相多级仿生骨组织支架,材料的孔结构及化学组分可实现定制设计.通过对支架材料测试表征,结果显示,这种无机/有机/无机多级仿生支架材有良好的力学性能.材料的体外细胞实验结果证实,这种多级仿生支架材料具有良好的生物相容性.     

混凝土初始损伤细观结构特性数值试验研究

细观结构特性是混凝土材料最重要的特性之一,细观结构参数的改变直接影响混凝土弹性模量、抗拉抗压强度等宏观力学性能变化.首先采用混凝土随机骨料模型进行混凝土细观数值试验,将混凝土看成由骨料、水泥砂浆以及两者之间的界面过渡区(ITZ)组成的三相复合材料,并在水泥砂浆中引入不同孔径、孔隙率的孔隙,使用有限元分析软件MSC.Marc,通过数值试验研究了孔径、孔隙率对混凝土抗拉抗压强度和弹性模量的影响规律.试验结果表明:混凝土弹性模量在同一孔径下随着孔隙率的增长呈线性下降,在同一孔隙率下随着孔径增大呈对数下降;混凝土抗拉抗压强度随着孔隙率和孔径增大呈对数下降.其次,将数值试验结果与经验公式进行了对比,验证数值试验结果的正确性.最后,根据数值试验结果,建立了混凝土初始损伤与孔隙率和孔径之间的关系,描绘了细观尺寸下混凝土的初始损伤面,为建立混凝土细观结构参数和宏观力学特性之间的联系,改善混凝土的力学性质打下了基础.     

毛竹与樟子松木材孔隙结构的比较

【目的】竹木材料孔隙结构特征是影响材料性能的重要因素。通过定量表征与直观观察相结合方式探索竹木材料内部孔隙结构特征。通过对比分析,建立竹木材料内部孔隙结构与组织构造的对应关系,分析竹木材料内部孔隙结构差异,研究孔隙结构对材料性能的影响。【方法】以毛竹和樟子松木材为试验材料,采用压汞法对材料的孔隙率、孔体积、孔径分布、比表面积等参数进行定量测试,分析材料的孔隙结构特征。采用扫描电镜对材料的组织结构(毛竹:导管、筛管、薄壁细胞和纹孔等部位。樟子松:管胞、射线薄壁细胞、纹孔等部位)进行观察,确定各组织结构所构成孔隙的孔径范围。【结果】孔隙率(毛竹47.58%、樟子松67.16%)及汞压入量(毛竹0.633 mL/g、樟子松1.596 mL/g)测试结果表明毛竹内部孔体积显著低于樟子松。总孔面积(毛竹82.04 m²/g、樟子松18.16 m²/g)及中孔孔径(毛竹33.8 nm、樟子松445.0 nm)对比结果表明毛竹中大部分孔隙集中在孔径较小区域(32.4 nm左右),而樟子松木材中孔隙孔径主要集中在226.7、7 082.3 nm左右,造成毛竹孔面积显著高于樟子松木材。结合扫描电镜观察结果可知,毛竹中孔径11.3～100 μm范围内孔隙主要对应导管、基本组织中的薄壁细胞及纤维细胞。而835.0 nm左右孔隙对应基本组织及纤维细胞上纹孔。樟子松木材中孔径20 μm左右孔隙对应樟子松木材管胞; 而7 082.3 nm左右孔隙则对应具缘纹孔的纹孔口和射线薄壁细胞。此外,毛竹和樟子松木材中孔径小于1 μm的孔隙结构(毛竹中32.4 nm左右,樟子松木材中226.7、749.9 nm左右)主要位于具缘纹孔塞缘及细胞壁上。【结论】采用压汞法和扫描电镜观察方法可以实现对毛竹及樟子松木材孔隙结构的表征分析,有助于分析竹木材料性能差异产生的原因。然而,在通过压汞测试材料孔隙结构参数时,受墨水瓶孔效应影响,部分孔径较大的孔隙被认为是小孔,影响测试结果的准确性。因此,后续研究应考虑竹木材料的孔隙形态,从而实现对竹木材料孔隙结构的全面准确表征。     

低渗火山岩气藏可动流体T2截止值实验研究

使用核磁共振岩样分析技术与离心实验,确定出吉林、大庆和新疆3个地区低渗火山岩气藏储层标定可动流体T2截止值的合适离心力为2.76MPa,该离心力同时也是储层可动用流体对应的下限离心力。对3个地区102块不同岩性火山岩岩芯核磁实验研究表明：低渗火山岩气藏储层可动流体T2截止值分布范围很宽,不同地区和不同岩性火山岩储层T2截止值差别很大,102块岩芯T2截止值平均值为49.31ms,大于低渗砂岩但小于碳酸盐岩储层T2截止值;低渗火山岩T2截止值随岩芯渗透率的变化差异较大,与储层孔隙空间类型及孔喉连通性等因素密切相关。3个地区火山岩储层T2截止值从大到小依次为大庆、吉林和新疆火山岩,其中大庆流纹岩T2截止值平均值最大并且分布范围最宽,新疆玄武岩和安山岩最小。     

预处理对PAA膜制备的影响

利用两步阳极氧化法制备多孔氧化铝膜,以膜的孔直径、孔密度和膜厚等作为膜质量指标,探讨预处理膜制备的影响;利用扫描电镜,X—射线衍射观察不同条件下氧化膜的微观结构。结果表明:经过高温退火和电化学抛光等预处理,能够得到质量较高的膜,孔直径为55~60 nm,孔间距为90~95 nm,膜厚度为8.5~9μm,孔密度高达1.28×1010个/cm2。     

Porous Chitosan Microcarriers for Large Scale Cultivation of Cells for Tissue Engineering： Fabrication and Evaluation

Introduction Regeneration of injured tissue on a man-made template has been used since the earlier 1980s[1]. Afterward, it was accepted as a tissue engineering technology[2,3]. Nowadays many kinds of damaged or dysfunctional tissues/organs such as bones, …     

自蔓延法制备金属复合管内衬层组织性能的研究

在离心力的作用下，采用自蔓延高温合技术制备复合金属管，研究添加剂对内衬层致密度显微结构和显微硬度的影响。通过增加离心力或添加能延长熔融期的添加剂，可改善内衬层的致密度，减少气孔。     

喷墨材料的制备及涂层厚度对其性能的影响

为改善已有喷墨材料的吸墨性能,采用物理与化学相结合的方法制备纳米喷墨材料,利用原子力显微镜(AFM)和分光测色计分析了复合材料的表面结构和印刷品的色差。结果表明:涂底胶的喷墨材料的基材和吸墨层黏合更牢固,吸墨层表面更平整;对涂覆底胶的喷墨材料进行性能分析,其微观结构和涂布量均随着涂层厚度的不同发生变化;涂层厚度对打印质量的影响非常显著,当吸墨层厚度是50μm时,喷墨材料的综合性能最好。     

铜合金熔体泡沫陶瓷离心过滤技术研究

提出通过用离心加压使铜合金通过高密度、大厚度泡沫陶瓷从而强化过滤效果的新方法,研究了过滤工艺参数对铜合金过滤效果的影响。试验结果表明,泡沫陶瓷孔径与厚度、熔体温度、旋转速度等对铜合金的洁净度及力学性能有重要影响。采用该方法过滤铜合金熔体,抗拉强度比未过滤的提高10.8%,延伸率提高27.2%。金相观察表明,这种强化过滤对合金中15μm以上夹杂物有显著滤除效果。     

薛岔油田延长组储层特征研究

薛岔油田延长组属于三角洲沉积体系,主要储集体为三角洲前缘砂坝和水下分流河道砂体.根据常规薄片、铸体薄片、扫描电镜、X射线衍射和压汞资料研究表明:该区储层岩石类型主要是灰绿色细粒岩屑长石砂岩,胶结类型以薄膜-孔隙型为主,主要填隙物成分为黏土、方解石;储层孔隙类型主要为粒间溶孔,孔隙结构属于小孔细喉型;该区平均孔隙度12%,平均渗透率0.67×10-3μm2,属于低孔、低渗储层;储层性质主要受沉积相带及储层物性的控制,属于典型的岩性油藏.     

华庆地区长6致密油储层微观孔喉结构特征

针对鄂尔多斯盆地华庆地区三叠系延长组长6段致密油储层,应用恒速压汞和微、纳米CT扫描分析等技术手段和方法,开展了微观孔喉结构特征研究。研究结果表明,长6致密油储层孔隙以微米级孔隙为主,纳米级孔隙分布频率较低,主流喉道半径为1.07 μm,平均喉道半径为0.84 μm;平均孔隙半径为140.12 μm,平均孔喉比为281.03,微纳米孔喉特征明显。喉道半径、孔喉比与孔渗关系表明,孔喉特征是影响和制约储层物性的关键因素,孔喉特征参数对渗透率的影响和制约要明显高于其对孔隙度的影响。致密油储层微纳米CT实验表明,致密油储层发育孔喉网络复杂的纳米微米级孔喉系统,且具连通性;微纳米孔隙结构三维重构显示,纳米孔隙一般呈椭圆形、长条形和不规则形,微米级孔隙呈现圆形、椭圆形、三角形和不规则形,石油赋存在较大孔隙的团块状、球形斑点状孔隙结构和微裂缝中。