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新型可吸收骨水泥诱导成骨作用及其机制的研究
技术简介: 1、课题来源与背景:课题来源“广东省科学技术厅”。课题背景:近年来,随着严重粉碎性骨折、骨缺损和骨不连病人的增多,良好的植骨材料成为临床急需。目前植骨的主要来源为自体骨和同种异体骨,二者均为条状或块状,多难以与骨缺损相匹配,无可塑性,与骨折处难以严密接合,无粘合性,术中固定困难、术后容易再移位,且来源有限,无法满足临床工作的需要。研制出同时具有可塑形、粘合性,又具有一定强度,并能适时吸收骨移植替代物将能解决临床难题。最早在临床使用的可塑形较好的植入材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),但是,由于PMMA 固化时产生热量,可灼伤周围正常骨组织,又不能被机体吸收和重塑,阻碍骨折愈合,不适合作为创伤性骨缺损和骨不连的植骨材料。我们在前期研究工作中,将同种异体骨粉、β-TCP 和HA(Bone and BCP,BBCP)按一定的比例混合,以同种异体骨粉作为新骨长入的微孔结构,研制成一种新型混合型可吸收骨水泥。动物实验显示该BBCP 作为植骨材料可以诱导成骨该材料的优点是:可任意塑形,可原位自固化,固化过程中不产热,并具有一定的强度;而且,该材料植入骨缺损处能与周围的骨质紧密啮合形成牢固的结合界面,具有限制骨碎块再移位的“粘合性”。因此,该材料极有可能成为临床治疗骨缺损和严重粉碎性骨折理想植骨替代物。本项目拟通过体外实验将人体骨髓基质干细胞(human bonemarrow mesenchymal stem cells,hBMSCs)与该材料共培养来观察该材料对hBMSCs 分化成骨的诱导作用和新骨长入的传导作用,特别是深入地研究其诱导成骨机制,为临床治疗骨缺损和骨不连提供基础。 2、技术原理及性能指标:1)、观察本植骨材料对hBMSCs 成骨诱导作用:① 分离hBMSCs,将其与BBCP 共培养,采用倒置相差显微镜下观察细胞生长情况,注意细胞与载体边缘接触局部的变化。② 成骨相关指标检测:钙-钴法染色检测碱性磷酸酶(ALP)表达,Von Kossa 染色检测钙结节形成;免疫组织化学检测I 型胶原蛋白表达; Real-time PCR 检测I 胶原、骨钙素、碱性磷酸酶、转录因子Cbfa1 (core-binding factor alpha1)和Osx(osterix)表达情况。③ 成软骨相关指标检测:免疫组织化学检测II 型胶原蛋白表达;采用Real-time PCR 检测aggrecan、II 胶原表达情况。④ 肥大软骨细胞相关指标检测:免疫组织化学检测X 型胶原蛋白表达;采用Real-time PCR 检测X 胶原表达情况。通过以上指标的检测观察,以鉴定hBMSCs 分化的是成骨细胞或软骨细胞,还是纤维细胞或脂肪细胞。2)、明确促进骨髓源性软骨细胞和肥大软骨细胞成骨调控因素:① 筛选本材料负载rhBMP-2 和bFGF 最佳浓度:分别将不同浓度的rhBMP2、bFGF 或二者联合掺合在BBCP 中,与hBMSCs 共培养,观察BMP-2、bFGF 或联合应用rhBMP-2 和bFGF 对促进hBMSCs 成骨诱导作用,探索促进hBMSCs、软骨细胞和肥大软骨细胞向成骨转化的最佳条件,为下一步研究提供成熟的条件。② 观察联合应用rhBMP-2 和bFGF 对软骨细胞和肥大软骨细胞转化成骨组织的作用:以最佳浓度和配比条件诱导培养纯化的软骨细胞和肥大软骨细胞,观察其成骨作用。 3、技术的创造性与先进性:本课题组自行研制的新型植骨材料具有自身特色,是在借鉴国内外同行研究成果的基础上进行了创新性地改进,是一种新型的混合性可吸收骨水泥。本研究采用细胞捕捉的方法将骨髓源性软骨细胞和肥大软骨细胞分别分离纯化,研究它们各自在骨形成中的作用,方法新颖。
中国新材料技术成果
移动式热泵流化床谷物干燥技术与装备
技术简介: 成果简介:热泵流化床谷物干燥设备是以高效、节能、清洁无污染等优点的热泵作为供热装置,与具有气-固接触面积大、传热传质速率高、便于机械化连续操作等优点的流化床技术相结合的谷物干燥设备。移动式热泵流化床谷物干燥设备,适合于我国目前农业生产的现状,使用该产品,和机械化收割相结合,可大大提高收获质量,提高粮食入库率,降低天气对收得率的影响,提高粮食生产效率,同时可以大大提高干燥设备的利用率。 期望技术转移成交价格:面谈。 市场分析:适合于农业机械装备和粮食仓储行业。 成果亮点:1、具有自主知识产权,授权发明专利 1 项; 2、技术先进性:该技术具有加工量大、品质均匀、收得率高等优势;与机械化收割相结合,可以降低粮食的损失率。
中国新能源及节能技术成果
基于大数据视域的护理人力资源管理系统构建及应用
技术简介: 本项目以战略性人力资源管理理念为核心,以护理人力资源大数据为分析对象,通过对数据进行选择、清理、集成、变换、挖掘、模式评估等,搭建基于大数据视域的护理人力资源管理系统。在此基础上,将数据挖掘和分析结果持续迭代到战略性人力资源规划及系统核心职能管理中,从而不断完善本护理人力资源管理系统。
中国电子信息技术成果
盐碱性土壤改良装置及制剂研发
技术简介: 本成果在国家“一带一路”建设的大背景下,针对建设沿线的农业资源与水土环境问题突出,特别是滨海盐碱地去地貌格局多样、影响因素众多、土壤水盐运移过程复杂,阻碍了农业的可持续发展。这种盐碱性土壤改良处理装置,在盐碱地地表下方深层位置形成一个隔盐层,阻止地下水中的盐分上移,有效对盐碱性土壤进行了改良。该装置结构合理,操作简单,改良效果好。结合该成果的治理盐碱地的土壤改良剂配方,可改善盐碱地土壤物理结构,降低值,提高土壤肥力,适用于风沙土和盐碱土。发明的治理益碱地十壤改良剂原料简单,改良效果持久、土壤保水保肥能力强。市场前景良好,预计可产生上亿元的经济效益。
中国生物与新医药技术成果
近距离煤层上行卸压开采防治冲击地压关键技术
技术简介: 采用岩石波速与不同加载水平下岩石破裂展布分维对 Hoek-Brown 准则进行了修正;发明了间隔层破裂范围与结构特征探测系统;建立了煤层群开采间隔层破断结构演化模型,得到了满足有效卸压与间隔层稳定并举的厚度力学判据,为通过上行卸压开采防治冲击地压提供了有力技术支持。
中国电子信息技术成果
独具特色的光子中医信息治疗仪器
技术简介:
中国电子信息技术成果
一种可吞服胶囊内窥镜的无线充电系统
技术简介: 本实用新型涉及无线电能传输技术,具体涉及一种可吞服胶囊内窥镜的无线充电系统,包括电网,发射单元和接收单元。该无线充电系统具有较高效率的电能传输,保证胶囊内窥镜的发热问题不会影响人体健康。
中国生物与新医药技术成果
褪黑素纳米硒
技术简介: 成果(技术)简介:褪黑素能对中枢神经系统有抑制作用,可提高睡眠质量,增强记忆力。褪黑素是迄今发现的最强的内源性自由基清除剂(抗氧化剂),能增强人体免疫功能,抑制肿瘤细胞的生长,降低血液中胆固醇,预防和治疗心脑血管疾病,对人体生长发育、性功能等都有很好的调节作用。因此,国内生产的褪黑素保健品“脑白金”大受欢迎。本项目将纳米硒与褪黑素结合起来,利用褪黑素修饰、稳定具有生物活性的红色纳米硒。所得产品中褪黑素及纳米硒的生理功效可相互促进,发挥协同作用,具有更好的免疫调节、促进睡眠、增强记忆、延缓衰老及预防癌症、心血管疾病、老年痴呆症等多种疾病的功效,可作为“褪黑素硒”产品进入市场。 主要技术特点:1.纳米硒平均粒度:60nm;产品硒含量:5-10mg/g(可调);2.产品褪黑素硒含量:50-100mg/g(可调)。
中国生物与新医药技术成果
g-C3N4/AB2O4纳米复合材料的可控合成即DMFC阴极协同催化机理研究
技术简介: 课题来源与背景:课题来源单位:广东省科学技术厅,立项名称:g-C3N4/AB2O4纳米复合材料的可控合成即DMFC阴极协同催化机理研究. 直接甲醇燃料电池(DMFC)是以甲醇溶液为燃料、以空气或氧气为氧化剂的化学能直接转化为电能的一种发电装置,产物为CO2和H2O。反应方程式如下:阳极反应: CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e- Ea=0.046 V (1)阴极反应: (3/2)O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O Ec=1.229 V (2)电池总反应: CH3OH + (3/2)O2 → CO2 + 3H2O E=1.183 V (3)DMFC作为新型、清洁、可再生能源,由于具有结构简单,运行温度和压力要求低,电量约为二次电池的10倍以上,理论最大功率密度约为1000 mW/cm2,理论能量密度约为6000 Wh/kg,热力学理论能量转换率高达96.7%,远远大于卡诺循环的热机发电能量转换率。它具有低污染、燃料来源广、能量转化率高、储运和使用安全方便等优点,在汽车和便携式电子设备等领域中拥有广阔的应用前景,是最有可能实现商业化应用的绿色能源。 研究目的与意义:目前燃料电池包括DMFC的阴极催化剂主要是Pt催化剂或Pt为主的二元或多元催化剂、金属氧化物、过渡金属硫化物、金属有机大环化合物等,但是研究最多的仍是金属Pt及其合金,而Pt/C作为阴极催化剂,主要存在以下不足:(1) 铂资源匮乏,价格昂贵,造成了该类电池成本过高,严重阻碍了其商业化应用;(2) 甲醇透过Nafion膜到达阴极在铂催化剂上发生电氧化,产生“混合电位”,大幅度降低了DMFC的开路电压;(3) 甲醇氧化产生的中间体(如CO或CHO)会使Pt/C催化剂中毒,严重影响Pt/C催化剂氧还原的活性;(4) 在高氧含量、高电位和高湿度DMFC体系中,Pt/C催化剂会出现严重的载体腐蚀和Pt团聚等现象,造成有效活性面积降低。因此探索并研制具有高催化活性、稳定性好且对醇类呈惰性的耐醇的低Pt和完全代替Pt类贵金属的阴极电催化剂材料是目前DMFC 研究中亟待解决的科学问题之一。 主要论点与论据:本研究利用类石墨相氮化碳(g-C3N4) 及尖晶石型AB2O4两者本身耐醇稳定性高,且在其独特分子结构中,因有较多的活性位点而显示出对ORR有较高的电催化活性等性能,本研究提出以尖晶石型AB2O4代替Pt,以g-C3N4代替C,利用电沉积方法和溶液法设备需求简单、反应条件温和、形貌、结构与组成易于调控的特点;在绿色的水溶液体系中,深入研究一维有序g-C3N4/AB2O4纳米复合材料的可控合成以及作为DMFC阴极材料的催化性能及其界面协同催化机理,并设计构建以该类复合材料为电极的性能稳定、催化活性高且对醇类呈惰性的燃料电池。一方面,通过可控制备具有类石墨结构的g-C3N4纳米结构,提高其比表面积;另一方面,这种一维的g-C3N4纳米结构具有活性位点多,有利于增强其ORR活性,其特点是:(1) 具有类石墨相的g-C3N4一维纳米复合材料,在电催化过程中,一维有序的生长结构有利于促进电子迁移速率;(2) 这种有序生长的结构,提高了其比表面积,增强了其耐醇的能力,提高了电催化稳定性;(3) 两种或三种具有ORR活性组分的有效复合,将会产生协同催化效应,提高其电催化活性。 创见与创新:(1)高效、稳定电催化阴极材料g-C3N4/AB2O4的理性设计与可控合成。采用绿色、经济、反应温和的电化学沉积法和溶液法,理性设计与可控合成具有尺寸均一、生长有序的g-C3N4/AB2O4纳米管阵列和三明治层状结构材料,阐明纳米复合材料物相、结构、组成等参数与合成条件之间的内在联系,为实现具有高ORR活性及化学稳定性的阴极电催化纳米材料绿色可控合成提供一种新思路和方法。(2)高效DMFC阴极的构建和协同催化反应机理研究。通过研究各种尖晶石型复合氧化物与类石墨相g-C3N4的有效复合以及对ORR催化活性的影响,构建DMFC,优化电池的结构设计与组装工艺,总结和归纳具有尖晶石结构的纳米复合材料的协同机制和催化机理规律,为研发高效、稳定的新型阴极催化剂材料提供新的理论支撑和技术储备。 社会经济效益,存在的问题:本课题为制备具有一定特殊结构、性质稳定、环境友好、成本低廉及高反应活性的可见复合电催化材料提供了重要的理论指导及实验依据,有望促进多元阴极电催化纳米材料在电催化领域中的应用。无存在问题。
中国新材料技术成果
我国南方污染农田土壤镉铅钝化机理及其应用研究
技术简介: 我国农田重金属污染严重,重金属钝化治理是当前最为可行的办法,就是向农田添加钝化材料,降低土壤重金属有效性,减少农作物吸收重金属,实现农产品安全。针对当前的钝化技术不成熟的现状,本项目研究了硅酸盐材料的钝化效应,硅酸盐能大幅降低作物吸收镉并具有显著的增产效应,但用量过高,会抑制了作物生长,而与磷肥配施可以使之缓解。钝化剂在作物播种前施加的效果优于播种后施加的效果。作物体内硅含量与与作物吸收镉没有相关性,硅积累不能抑制作物对镉的吸收,但能缓解镉毒害的作用。硅酸盐钝化剂对于抑制作物吸收镉的作用主要归因于其对土壤pH以及土壤中钙与镉的竞争吸收。硅酸盐是理想钝化剂,随着硅酸盐施加量的增加,作物体内镉含量持续下降,400mg/kg为合理用量,它可使籽粒苋根茎叶镉含量下降70-90%。钝化剂过量施用会造成土壤重金属与微量元素同步钝化,引起作物减产,可以在适当阶段进行微量元素施肥,可以克服这一负面影响。本成果在我国南方地区具有显著的应用前景,研制的钝化剂具有效率高、成本低、环境友好的特点。项目成果与国际同类研究相比,具有先进水平,在钝化机理与钝化造成作物减产应对技术上有重要创新。
中国资源与环境技术成果

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