自制磷酸钙骨水泥人工骨修复骨缺损的实验研究

目的　观察自制水泥型羟基磷灰石 (CPC)人工骨修复兔桡骨大段骨缺损的成骨效果。方法　将自制的CPC人工骨植入新西兰兔桡骨大段骨缺损模型中 ,术后 4、8、12、16周取材 ,采用HE染色和Masson三色染色分析评价骨缺损修复效果。结果　CPC植入后 4周有新生软骨形成及未成熟的骨组织 ,可见大量的软骨细胞、成骨细胞、胶原组织及较多的小血管。 8～ 16周新骨继续生成 ,人工骨逐渐改建为成熟的板层骨、骨小梁和髓腔结构。结论　自制CPC人工骨有良好的生物相容性和成骨效果 ,可能是一种较理想的骨移植替代材料     

掺锶磷酸钙骨水泥的体外细胞生物学性能评价及其与掺锶量的相关性

目的 评价"SrHPO4/Ca4(PO4)2O/CaHPO4"系掺锶磷灰石骨水泥的生物相容性及其与掺锶量的关系.方法 通过急性全身毒性、热原性、溶血性、体外细胞毒性以及成骨细胞在材料表面的黏附、增殖与表达等实验,检测材料的性能及生物降解潜能.结果 "SrHPO4/Ca4(PO4)2O/CaHPO4"系掺锶磷灰石骨水泥的急性全身毒性、热原性、溶血性、体外细胞毒性均为合格.Sr-CPC的热原性、溶血性以及碱性磷酸酶值与掺锶量呈非线性关系.结论 含锶磷酸钙骨水泥体外细胞生物相容性良好,是安全的新型骨组织工程支架材料.     

丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料的生物相容性

目的评价丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料的生物相容性。方法体外研究将成骨样细胞株MG-63细胞与不同材料进行复合培养,利用倒置显微镜、四甲基偶氮唑盐比色(MTT)法进行生物相容性评价;体内研究将不同材料植入新西兰大白兔股骨髓腔,分别在4周、8周取出标本,HE、新三色染色后观察新骨生成情况。结果在体外、体内实验中丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料组均显示出良好的生物相容性。结论丝素蛋白-羟基磷灰石复合生物材料具有良好的生物相容性,为新型骨替代材料的制备及应用提供新的思路。     

丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料的成骨性能

目的探讨丝素蛋白-羟基磷灰石类骨质复合生物材料的体外成骨性能。方法将成骨样细胞株MG-63接种于材料表面并进行体外培养。在不同的时间点,分别检测碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性、细胞基质钙离子浓度以及骨钙素(osteocalcin,OC)的含量,以此来从不同层次多个角度评价材料的体外成骨性能。结果丝素蛋白-羟基磷灰石(silk fibroin-hydroxyapatite,SF-HA)组细胞的ALP活性、细胞基质钙离子浓度以及OC的含量均明显高于羟基磷灰石(HA)组。结论丝素蛋白-羟基磷灰石在细胞成骨的各个阶段均具有良好的体外成骨活性,具有一定的临床应用前景。     

含CPP纤维的TTCP型磷酸盐骨水泥的制备

目前磷酸盐骨水泥(CPC)脆性大、强度低等缺点限制了其在很多承受应力部位或骨质薄弱部位的应用,提高力学性能是扩展其应用范围的重要方面.制备了磷酸盐骨水泥及CPP纤维增强的骨水泥复合材料,研究了TTCP含量对骨水泥凝固时间、抗压强度及骨水泥浸泡液pH值的影响;CPP纤维含量对CPC骨水泥凝固时间、力学性能的影响.结果表明:当TTCP含量为10%时,骨水泥凝固时间为20min,抗压强度为45.83 MPa,浸泡液pH值在6~8之间;当CPP含量为10%时,骨水泥复合材料抗压强度为46.91 MPa,抗弯强度为13.85 MPa;扫描电镜照片显示CPP在CPC骨水泥基体中分布均匀,结合性能好.TTCP型骨水泥能够满足临床上对松质骨的力学性能要求,浸泡液pH值变化范围小,可降低炎性反应发生的风险;适量CPP纤维对CPC有明显的增强效果.     

选择性应用陶瓷人工骨在椎体后凸成形中预防骨水泥渗漏的作用

目的在椎体后凸成形术中选择性使用陶瓷人工骨粒,观察其预防骨水泥渗漏的作用。方法选择西安交通大学医学院第一附属医院骨科自2009年6月～2011年5月116例椎体新鲜骨折患者,CT显示椎体前侧壁有不同程度的破裂,按随机原则分为两组:常规组采用传统的经皮球囊扩张椎体后凸成形术(PKP)方法,人工骨组在其基础上使用陶瓷人工骨粒,并记录人工骨粒填塞量、骨水泥注入量和渗漏发生率及后果;评估手术前后的疼痛程度(VAS法),测量椎体前缘高度压缩率(Lee法),测量椎体后凸角度(Cobb法),术后复查CT观察骨水泥渗漏情况。结果所有患者均顺利完成手术。人工骨组治疗58例,置入人工骨粒(2.83±1.67)g,骨水泥注射量为(3.74±0.66)mL,术中发现骨水泥渗漏2例,发生率为3.4%;手术前后VAS评分改善6.14±0.95,椎体前缘高度压缩率改善(21.74±1.99)%,椎体后凸角度改善23.72°±2.33°;术后CT可见椎体前侧方人工骨粒填充良好。常规组治疗58例,骨水泥注射量为(4.01±0.61)mL,术中发现骨水泥渗漏8例,发生率为13.8%;手术前后VAS评分改善6.00±0.94,椎体前缘高度压缩率改善(21.29±2.01)%,椎体后凸角度改善22.74°±2.00°。两组发生渗漏患者均无明显临床不适。SPSS17.0统计软件分析两组骨水泥注射量及骨水泥渗漏率差异有统计学意义(P<0.05),而VAS评分改善、椎体前缘高度压缩率改善及Cobb角改善情况两组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论将陶瓷人工骨粒选择性应用于椎体后凸成形术中,在保证疗效的同时,能有效减少骨水泥的注入量,降低骨水泥渗漏的发生。     

抗光氧老化改性沥青的制备及其性能

采用70~#道路石油沥青作为基质沥青,水杨酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮作为紫外线吸收剂,制备不同紫外线吸收剂掺量的改性沥青。通过自制人工紫外线光源环境箱对沥青材料进行光氧老化试验,根据沥青老化前后软化点、针入度、延度的变化对比分析不同掺量紫外线吸收剂水杨酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮以及水杨酸苯酯和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮混合使用对沥青抗光氧老化能力的影响。试验结果表明:掺入水杨酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮会提高沥青的高温稳定性,略微降低其低温性能;水杨酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮均可提高沥青的抗光氧老化能力;水杨酸苯酯、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮复合制备的改性沥青抗光氧老化能力优于单掺水杨酸苯酯或2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮的改性沥青。     

掺水泥改性生物沥青及混合料性能研究

为降低沥青混合料中石油沥青的使用量,研究提出沥青中掺加生物油制备生物沥青,并对生物沥青进行改性,通过沥青三大指标试验、DSR试验、BBR试验,确定生物沥青的最优掺量;分析不同水泥用量下生物沥青混合料的路用性能。结果表明:当生物沥青掺量为16%(质量分数)时,改性生物沥青使用性能最优;生物沥青混合料的高温抗车辙性能、水稳定性能随着水泥掺量的增加明显提高,低温抗裂性能无显著影响;综合分析水泥掺量对沥青混合料整体路用性能的影响,建议水泥掺量为3%～4%。     

基于模糊评价的规则晶胞骨支架结构优选

针对骨组织工程支架性能评价和优选的问题,建立了基于规则晶胞的立方体、球形及圆柱形骨支架模型;选取孔隙率、弹性模量及黏附率为评价指标,通过理论计算和实验测量方法获取支架孔隙率和黏附率,通过有限元仿真分析结果计算支架弹性模量.采用模糊理论对不同结构的骨支架结构进行了性能的评价,优选出立方体结构为最佳骨支架模型,为骨组织工程...     

SBR乳化型冷拌冷铺沥青混合料室内性能 试验研究

为研究高固含量SBR乳化型沥青混合料的配合比设计方法及其路用性能,通过对几种常见的设计方法适用性分析,优选适合冷拌冷铺的设计方法,并进行乳化沥青混合级配设计与确定最佳用水量及油石比。结果表明:采用第1遍双面50次,110℃试模内养生24 h,接着第2遍双面25次,脱模后静置24 h成型方式,配合比为1~#∶2~#∶3~#∶4~#∶水泥=22.0%∶33.0%∶12.0%∶32%∶1%,油石比为4.5%,制备的高性能乳化沥青路用性能满足沥青路面施工技术要求,为SBR乳化型沥青混合料推广应用提供参考。     

自制磷酸钙骨水泥人工骨的生物安全性

目的　评价自制磷酸钙骨水泥人工骨 (CPC)的生物相容性。方法　将CPC人工骨制成生理盐水浸提液 ,培养L 92 9细胞 ,观察浸提液对L 92 9细胞生长和相对增殖度的影响 ,评价CPC人工骨对细胞的潜在毒性作用 ;将CPC人工骨制成一定大小和形状植入新西兰兔股部肌肉 ,观察植入后不同时期试样周围组织反应程度 ,评价CPC对组织的刺激性和相容性。结果　CPC对L 92 9靶细胞未见毒性作用 ;植入后对周围组织、肌肉无刺激反应。结论　CPC人工骨有良好的生物相容性     

多因素对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响

为了解西部地区氯氧镁水泥混凝土的抗压强度以及田口方法在混凝土配合比中的适应性,针对活性MgO与MgCl₂摩尔比、粉煤灰、耐水性改性剂和减水剂对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响进行了研究,确定了各因素对氯氧镁水泥混凝土抗压强度的影响程度,并量化表征,提出了多因素共同作用氯氧镁水泥混凝土抗压强度信噪比的多元非线性回归模型. 研究结果表明,最优氯氧镁水泥混凝土28 d抗压强度设计组合为:摩尔比为5.4,不掺粉煤灰,耐水性改性剂为1%磷酸,减水剂为1%,各因素影响程度从大到小的顺序为:减水剂、粉煤灰、摩尔比、耐水性改性剂. 最优氯氧镁水泥混凝土长期抗压强度设计组合为:摩尔比为5.4,不掺粉煤灰,耐水性改性剂为2%磷肥,减水剂为1%,各因素影响程度从大到小的顺序为:摩尔比、粉煤灰、耐水性改性剂、减水剂.      

砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系

以甘肃渭源—武都高速公路木寨岭隧道开挖揭露的砂质板岩为对象，开展了砂质板岩单轴抗压强度试验和点荷载强度试验；通过对试验数据进行正态分布检验、高度异常数据剔除和置信区间强度统计，获得了砂质板岩单轴抗压强度、点荷载强度以及两者之间的换算关系，并与岩石试验相关规范和国际岩石力学学会(ISRM)推荐换算公式进行了对比。研究结果表明:饱和砂质板岩单轴抗压强度服从正态分布，平均值为56.3 MPa，95%置信度下的置信区间为49.20~63.50 MPa；饱和砂质板岩点荷载强度与正态分布不完全一致，平均值为7.36 MPa，95%置信度下的置信区间为6.50~8.22 MPa；饱和砂质板岩点荷载强度与单轴抗压强度之间具有显著的线性正相关性；岩石强度受各试件内部节理裂隙的方向、填充物、宽度和长度等的影响，强度数据总体离散性较大；饱和、烘干状态下砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度的换算系数分别为7.72和8.72，均明显小于大多数研究中15~30的换算系数，原因在于砂质板岩内部赋存有层理或不同角度的节理裂隙等缺陷，单轴抗压强度受试件内部节理裂隙的影响较大，导致其强度平均值偏低，而点荷载强度受试件内部节理裂隙的影响较小；采用规范和ISRM推荐公式所得砂质板岩单轴抗压强度为实测值的2~4倍，用于隧道设计难免会产生较大偏差；相比规范和ISRM推荐公式，研究所得砂质板岩单轴抗压强度与点荷载强度换算关系的相对误差未超过15%，可作为规范中公式的有益补充。      

颗粒离散元分层建模法及颗粒尺寸效应

离散元分析方法是研究岩石力学行为、完善岩石力学基础理论的重要工具之一,为提高颗粒离散元法模拟室内岩石力学及大规模工程尺度试验的精确度,提出分层建模法,该方法对岩石或岩体关注区域采用小尺寸颗粒进行精细化模拟,外侧非重点关注区域采用大尺寸颗粒建模以扩大计算区域. 采用分层建模法进行单轴压缩、巴西劈裂试验并与常规建模计算结果进行对比,初步验证了分层建模法模拟室内力学试验的可行性. 研究结果表明:分层建模法与常规建模一样受颗粒尺寸效应影响,但可以减少颗粒流模型中的颗粒数量,计算效率提高50%以上;分层模型的单轴抗压强度和起裂应力分别与外层对应的常规模型相比,最多仅减小2.7%和1.9%,匹配单轴抗压强度时可先以外层材料常规模型作参照,单轴抗压强度和起裂应力的变异系数（coefficient of variation,COV）普遍大于常规模型,但依然在2%的可接受范围内;分层模型中粒径分布的不均匀性对模型弹性阶段的变形性质影响较小,分层模型的弹性模量与外层对应的常规模型相比减小1.3% ~ 2.3%;分层模型的巴西劈裂抗拉强度与外层对应的常规模型增大了1.32% ~ 2.35%,宏观破裂特征与小粒径常规模型相似,但在加载板附近有更多的裂纹.      

羧基丁苯聚合物改性水泥浆体的性能研究

笔者通过大量的试验研究和理论分析,系统地探讨了羧基丁苯聚合物改性水泥浆体的工作性能、力学性能和耐久性能,发现相对于普通水泥浆体,羧基丁苯聚合物改性水泥浆体的力学性能得到提高,耐久性和工作性能得到改善.     

无砂水泥混凝土试验分析

根据无砂混凝土的结构特点及研究现状,选定4种不同的级配碎石,通过无砂混凝土配合比设计,测定不同级配类型无砂混凝土的有效孔隙率、抗压强度、渗透系数,并分析有效孔隙率对其抗压强度及渗透系数的影响。     

超高性能钢纤维混凝土力学性能

用端部弯折型、端部扁平型和波浪型3种钢纤维分别配制抗压强度大于100 MPa的超高性能纤维混凝土,纤维体积掺率分别为1.0%、2.0%、2.5%和3.0%.通过立方体抗压试验和梁抗弯试验,研究钢纤维形状和体积掺率对超高性能纤维混凝土流动性、抗压强度、抗弯强度、断裂能和弯曲韧度的影响.试验结果表明:纤维体积掺率为1.0%...     

纤维掺量对沥青混凝土强度的影响

为了研究纤维掺量对沥青混凝土强度的影响,选用5种纤维掺量沥青混凝土的马歇尔试件和圆柱体试件,在MTS810材料试验机上进行劈裂试验和单轴压缩试验,分析了劈裂试验结果和抗压强度随纤维掺量变化的规律。研究结果发现,劈裂强度和抗压强度随着纤维掺量的增加均出现先增大后缩小的变化,在纤维掺量为0.20%时取得最大值,反映出适量的纤维加入可以提高沥青混凝土的强度值。根据破裂试验和单轴压缩试验结果分析,给出此种纤维改善沥青混凝土强度的合理掺量约为0.20%。     

高寒盐沼泽区干湿-冻融循环下桥梁桩基腐蚀损伤与承载特性

为探明青海地区桥梁桩基在干湿-冻融循环条件下的腐蚀损伤特性, 依托德香高速公路工程, 在现场埋设钢筋和混凝土试件进行干湿-冻融循环1年, 采用室内试验将混凝土试件进行干湿-冻融循环225次, 对比分析了不同位置和不同循环时间条件下混凝土质量、抗侵蚀系数、相对动弹性模量、抗压强度、微观机理以及钢筋锈蚀率的变化规律; 采用数值仿真分析了未防护桩基20年内承载力变化规律, 并提出了高寒盐沼泽区桥梁桩基防护措施。研究结果表明: 随着试件埋设深度的增加, 现场桩基混凝土试件的抗侵蚀系数相关度增大, 最大值为0.93;随着时间的增加, 桩基混凝土试件的抗压强度最大损失率为38.20%, 埋深0.25 m处钢筋的面积锈蚀率最大, 为91%;表面涂抹环氧树脂可以有效减少钢筋锈蚀率, 桩基混凝土试件与钢筋的质量变化不明显; 干湿-冻融循环225次时, 桩基混凝土试件的边角处出现脱落, 四周出现裂纹, 但质量变化较小, 相对动弹性模量降低了39.10%, 抗侵蚀系数降低到0.51, 混凝土的抗压强度损失率为65.88%, 其内部因出现Friedel盐等膨胀性物质而趋于破坏; 随着剥落厚度和腐蚀深度的增加, 前8年桩基的承载力基本不变, 8年后其承载力逐步降低, 若不进行维护, 第20年桩基承载力降低34.45%;建议在桩基服役8年后, 要进行重点防护。