黏附功能

黏附功能（精选6篇）

黏附功能 篇1

板蓝根具有清热解毒、凉血利咽的功效,含有多糖、氨基酸、谷甾醇等成分。板蓝根多糖( BPS) 能增强机体免疫系统的功能。目前,BPS对青脚麻雏鸡红细胞免疫功能的研究尚未见报道,本试验通过研究板蓝根多糖对青脚麻雏鸡红细胞免疫黏附功能的影响,探讨板蓝根多糖的作用机制,确定板蓝根多糖在兽医实践中的应用价值。

1 材料

1. 1 主要试验仪器

显微镜LW100B,上海测维光电技术有限公司生产; 恒温箱DHP - 260,常州中捷实验仪器制造有限公司生产; 离心机TG16 - WS,常州中捷实验仪器制造有限公司生产; 台式振荡器ZW - B型,金坛市鑫鑫实验仪器有限公司生产。

1. 2 药品

板蓝根市购。取板蓝根粉末200 g,经乙醚脱脂,加4 000 m L纯化水100 ℃煮5 h; 浸泡24 h后搅拌加热至50 ℃左右,趁热过滤药液; 药渣再次加1 000 m L纯化水100 ℃煮2 h,趁热过滤药液,将2 次过滤液合并蒸馏浓缩至100 m L,加无水乙醇400 m L( 乙醇浓度80% ) ,充分搅拌离心,静置24 h; 弃除上清液,用蛋白酶法脱除杂质蛋白,再加500 m L浓度为80% 的乙醇处理,其沉淀物用60 ℃恒温箱烘干,得到4. 12 g板蓝根多糖。使用生理盐水配制成5 mg /m L、25 mg / m L和50 mg / m L的板蓝根多糖药剂,115 ℃30 min高压灭菌后4 ℃ 冰箱冷藏,保存。

1. 3 试验动物

1 日龄青脚麻雏鸡( 雄) ,购自山西省运城市猗兴禽业有限公司。

2 方法

2. 1 动物分组及给药方法

试验选用40 只健康的1 日龄青脚麻雏鸡,平均体重38 g,随机分4 组,每组10 只。1 组是空白对照组,腹腔注射生理盐水,2 ~ 4 组每天分别腹腔注射板蓝根多糖250,500,1 000 mg /kg( 注射剂量均指换算后实际注入雏鸡体内多糖的含量) ,连续用药7 d后停药,分别在试验第7,14,21 天心脏采血,测定板蓝根多糖对雏鸡红细胞免疫黏附指标,即RBC - C3bR花环率和RBC - IC花环率。

2. 2 RBC - C3bR和RBC - IC花环率的测定

参考郭峰2003 年报道方法检测。雏鸡血液抗凝处理后制成1 × 107/ m L红细胞悬液,用自身血浆补体致敏的酵母菌制成1 × 108/ m L悬液。 取两组试管,第一组加红细胞悬液100 μL和补体致敏的酵母菌悬液100 μL,第二组加红细胞悬液100 μL和未致敏的酵母菌悬液100 μL,将两组试管混匀37 ℃ 水浴40 min; 再加0. 25% 戊二醛100 μL,摇匀后固定10 min; 用100 μL PBS液稀释后取100 μL均匀涂片,自然干燥,用甲醇固定1 min,瑞氏染色5 min,用纯化水冲洗、晾干后在油镜下计数。油镜下红细胞呈红色,酵母菌呈蓝色,红细胞黏附2 个或者两个以上酵母菌者计为花环阳性,按照九点法阅片原则计数200 个红细胞,分别计算出两组试管花环阳性细胞百分率。

2. 3 数据的统计分析

花环百分率= ( 红细胞花环数/200) × 100% 。试验数据以平均数 ± 标准差(  ± s) 表示。采用SPSS13. 0 统计软件对试验数据进行单因素方差分析。

3 结果与分析

3. 1 板蓝根多糖对雏鸡RBC - C3bR花环率的影响( 见表1)

由表1 可知: 注射板蓝根多糖后,与对照组比较,不同剂量多糖组均能提高雏鸡RBC - C3bR花环率。剂量为250 mg /kg的板蓝根多糖组RBC - C3bR花环率在第7,14 天显著高于对照组( P < 0. 05 ) ,在第21,28 天差异不显著,但仍然高于对照组; 剂量为500 mg / kg的板蓝根多糖组在第7,14,21 天显著高于对照组( P < 0. 05 ) ,在第28 天差异不显著; 剂量为1 000 mg / kg的板蓝根多糖组在整个试验期内均显著高于对照组( P < 0. 05) 。各组的RBC - C3bR花环率随多糖剂量增加而升高,其作用呈浓度依赖性,即呈正相关性。

注: 同列数据肩标小写字母相同表示差异不显著( P > 0. 05) ,不同表示差异显著( P < 0. 05) 。

3. 2 板蓝根多糖对雏鸡RBC - IC花环率的影响( 见表2)

由表2 可知: 腹腔注射板蓝根多糖后,与对照组比较,各多糖组均能降低雏鸡RBC - IC花环率。剂量为250 mg /kg的板蓝根多糖组在第7,14 天显著低于对照组( P < 0. 05 ) ,在第21,28 天差异不显著; 剂量为500 mg /kg、1 000 mg /kg的板蓝根多糖组在整个试验期间显著低于对照组,但500 mg /kg组与1 000 mg / kg组之间差异不显著。随板蓝根多糖剂量增加,多糖剂量与RBC - IC花环率之间的量效关系不明显。

注: 同列数据肩标含有相同小写字母表示差异不显著( P >0. 05) ,不同表示差异显著( P < 0. 05) 。

4 讨论

红细胞的免疫黏附指标是衡量机体健康状态的重要参数,其免疫功能主要是通过膜上的C3b受体即CR1 的介导来实现的,血液中95% 以上的CR1 存在于红细胞膜上,并且红细胞的数量远远多于白细胞数量,红细胞清除C3b - IC的概率是白细胞的500 ~1 000 倍,因此红细胞在机体中对C3b - IC的清除起重要作用。

试验结果表明,板蓝根多糖对青脚麻雏鸡RBC -C3bR花环率有明显提高作用,且表现为正相关量效关系,对RBC - IC花环率有显著降低作用,但量效关系不明显。说明板蓝根多糖能够有效地提高青脚麻雏鸡红细胞的免疫黏附功能,随着多糖剂量的增加红细胞免疫能力得到显著提高。对于更高剂量、更长时间作用下青脚麻雏鸡红细胞的免疫黏附特性还需要进一步试验验证。

黏附功能 篇2

1 材料与方法

1.1 临床资料

患者为昆明市第二人民医院2006年9月至2010年6月老年科住院患者,共20例,其中男15例,女5例,年龄60～76岁,平均(65±6.8)岁。经相关检查排外存在冠心病、高血压、感染病史。正常对照组10例,其中男7例,女3例,年龄40～65岁,平均(50±9.6)岁,无糖尿病、冠心病、高血压、近期感染等病史。

1.2 实验材料与试剂

人淋巴细胞分离液、胎牛血清、M199培养液、二甲基亚砜(DMSO)、sCD44s的ELISA试剂盒、人纤维连接蛋白等有云南省肿瘤研究所提供;DiI乙酰化低密度脂蛋白(ac-LDL)、FITC标记荆豆凝集素Ⅰ(FITC-UEA-Ⅰ)购自上海生物科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 EPCs分离

取外周血10mL,肝素抗凝,密度梯度离心法获取单个核细胞。将单个核细胞接种在24孔板。M199培养基(含20%胎牛血清)培养4d,用PBS液洗掉非贴壁细胞,换培养液继续培养至7d,PBS液洗掉非贴壁细胞,贴壁细胞进行细胞鉴定。

1.3.2 EPCs细胞鉴定

分离出外周血单个核细胞,按2～3×106/mL接种在纤连蛋白包被24孔板及6孔板(内置细胞爬片),细胞爬片于培养第4天取出,收集细胞,流式细胞仪鉴定FITC标记荆豆凝血素Ⅰ(FITC-UEA-Ⅰ)和DiI标记的乙酰化低密度脂蛋白(DiI-acLDL)双阳性细胞为正常分化的EPCs。

1.3.3 EPCs黏附能力检测

用0.25%胰蛋白酶消化收集贴壁细胞,悬浮在500μL培养液并计数,然后将同等数目的EPCs铺在24孔板,在37℃5%CO2孵箱培养1h后,计数贴壁细胞。计数15个随机200倍视野中贴壁细胞。

1.3.4

采用定量ELISA法测定血清中sCD44s的含量。sCD44s的ELISA试剂盒由云南省肿瘤研究所提供,操作方法严格按所明书进行。

1.4 统计学分析

采用SPSS10.0统计软包进行统计学分析。

2 结果

2.1 糖尿病患者(按血糖分组)与正常对照组EPCs黏附能力与sCD44s结果对比

糖尿病患者外周血EPCs黏附细胞数较正常对照组显著减少(P<0.01);糖尿病患者随血糖升高,黏附细胞数逐渐降低,两组间也有统计学差异(P<0.05)。糖尿病患者外周血sCD44s较正常对照组升高(P<0.05);糖尿病患者随血糖升高,sCD44s逐渐升高,两组间无统计学差异(P>0.05)。见表1。

2.2 糖尿病患者(按糖化血红蛋白分组)

糖尿病患者外周血EPCs黏附细胞数较正常对照组显著减少(P<0.01);糖尿病患者随糖化血红蛋白升高,黏附细胞数逐渐降低,两组间也有统计学差异(P<0.05)。糖尿病患者外周血sCD44s较正常对照组升高(P<0.05);糖尿病患者随糖化血红蛋白升高,sCD44s逐渐升高,两组间无统计学差异(P>0.05)。见表2。

与对照组EPCs黏附能力与sCD44s结果对比

2.3 糖尿病患者EPCs黏附能力与sCD44s相关性分析

糖尿病患者EPCs黏附能力与sCD44s二者间相关系数r=0.361,P>0.05。二者间无相关性。

3 讨论

目前研究发现,糖尿病(DM)患者,特别在并发大血管病和微血管病时,体内循环内皮细胞(CECs)、内皮祖细胞(EPCs)和循环祖细胞(CPCs)均发生数量和功能的变化。糖尿病的严重程度与血管内皮损伤和功能障碍的程度密切相关。大量研究显示黏附分子、细胞因子、糖基化终末产物、脂类代谢紊乱等在分子水平上参与DM新生血管的形成,其中与上述因素有着密切关系的内皮细胞、内皮祖细胞、循环祖细胞的研究正成为热点[1,2,3,4,5,6,7]。

近年来,黏附分子CD44与肿瘤是受到许多学者的关注,推测CD44与肿瘤的转移、侵袭有一定关系,但在糖尿病中的相关研究较少。鉴于内皮细胞和黏附分子都参与DM新生血管的形成,故本研究试图发现二者间有无联系。

本研究发现糖尿病患者外周血EPCs黏附细胞数较正常对照组显著减少,并且随血糖、糖化血红蛋白升高,黏附细胞数逐渐降低,两组间也有统计学差异,说明EPCs参与DM新生血管的形成,在糖尿病发生发展中起一定作用,与相关报道一致。糖尿病患者外周血sCD44s较正常对照组升高,糖尿病患者随血糖、糖化血红蛋白升高,sCD44s逐渐升高,但两组间无统计学差异,是否提示其在糖尿病血管病变过程中作用不大,目前未见报道。通过糖尿病患者EPCs黏附能力与sCD44s二者相关性比较,发现两者无相关性。结合相关文献,分析其原因可能有以下几点:一是EPCs细胞黏附能力主要代表其发育过程中自身变化,而sCD44s主要是有相对成熟的内皮细胞生成,二者间关系可能不够紧密;二是血糖变化对二者影响存在差异,影响主要机制不一;三是EPCs细胞黏附能力变化是糖尿病早期病理变化,而sCD44s在糖尿病中多以病程中晚期改变为主;四是当然不排外本身实验的误差等。

总之,糖尿病血管病变涉及因素较多,EPCs与sCD44s在体内关系的阐明仍有待进一步研究。

摘要：目的 观察2型糖尿病(T2DM)老年患者外周血内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)黏附功能和sCD44s变化,探讨二者在T2DM发生发展中的作用。方法 选择老年T2DM患者20例和正常对照10例,密度梯度离心法从外周血获取单个核细胞,接种在培养板内,培养7d后对贴壁细胞进行测定。流式细胞仪鉴定FITC标记荆豆凝血素Ⅰ(FITC-UEA-I)和DiI标记的乙酰化低密度脂蛋白(DiI-acLDL)双阳性细胞为正常分化的EPCs。胰蛋白酶消化后计数贴壁细胞观察EPCs黏附能力。采用定量ELISA法测定10例老年糖尿病患者血清中sCD44s的含量。结果 ①T2DM患者外周血EPCs黏附细胞数较正常对照组显著减少(P<0.01);T2DM患者随血糖、糖化血红蛋白升高,EPCs黏附细胞数逐渐降低,两组间有统计学差异(P<0.05)。T2DM患者外周血sCD44s较正常对照组升高(P<0.05);T2DM患者随血糖、糖化血红蛋白升高,sCD44s逐渐升高,两组间无统计学差异(P>0.05)。②T2DM患者EPCs黏附能力与sCD44s二者间相关系数r=0.361(P>0.05),二者间无相关性。结论 T2DM患者外周血EPCs的黏附能力明显受损,但与血清中sCD44s的升高无相关性,EPCs的生物学功能仍需进一步研究。

关键词：T2DM,内皮祖细胞,黏附功能,sCD44s

参考文献

[1]Makino H,Okada S,Nagumo A,et al.Decreased circulating CD₃₄+cells are associated with progression of diabetic nephropathy[J].Diabet Med,2009,26(2):171-173.

[2]Lee IG,Chae SL,Kim JC.Involvement of circulating endothelial progenitor cells and vasculogenic factors in the pathogenesis of diabetic retinopathy[J].Eye,2007,21(6):838-839.

[3]Dome B,Dobos J,Tovari J,et al.Circulating bone marrow-derived endothelial progenitor cells:characterization,mobilization,and therapeutic considerations in malignant disease[J].Cytometry A,2008,73(3):186-193.

[4]Brunner S,Schernthaner GH,Satler M,et al.Correlation of different circulating endothelial progenitor cells to stages of diabetic retinopathy first in vivo data[J].Invest Ophthalmol Vis Sci,2009,50(1):392-398.

[5]Asai J,Takenaka H,Kusano KF,et al.Topical sonic hedgehog gene therapy accelerates wound healing in diabetes by enhancing endothelial progenitor cell-mediated microvascular remodeling[J].Circulation,2006,113(20):2413-2424.

[6]Avogaro A,Fadini GP,Gallo A,et al.Endothelial dysfunction in type 2 diabetes mellitus[J].Nutr Metab Cardiovasc Dis,2006,16(1):39-45.

黏附功能 篇3

关键词：纳米碳酸钙,生物黏附性,黏附力,释放度

碳酸钙是自然界广泛存在的一种很普通的非金属材料,也是一种传统的无机盐化工产品。近年来,随着碳酸钙的超细化及表面改性技术的发展,纳米碳酸钙制备技术和应用已成为国内外竞相开发的研究热点[1]。经过动物临床实验表明,碳酸钙对动物体内的驱铅效果明显优于其他药物,通过比较不同粒径的碳酸钙在体外模拟胃肠道环境中的除铅效果,发现将纳米碳酸钙制备成肠溶生物黏附制剂,可以通过阻断铅的肠肝循环,成为新型驱铅药物[2]。缓释制剂在动物体内的黏附力明显大于普通片剂,且肠的黏附力大于与胃的黏附力[3]。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

1.1.1 仪器

小型粉末压片机购自武汉天诚器械厂,自制黏附力测定装置,电子分析天平购自常州梅特勒-托利多仪器有限公司,60目筛。

1.1.2 材料

纳米碳酸钙购自美国Amresco公司,羟丙基甲基纤维素购自河北燕兴化工有限公司,卡波姆购自广州博峰化工科技有限公司,硬脂酸镁购自杭州东豪化工有限公司,大鼠购自广东省实验动物中心。

1.1.3 片芯

主药(纳米碳酸钙40~80 nm)75%,生物黏附性材料10%,崩解剂10%,润滑剂5%压片。通过实验选择功能性较好的卡波姆(Carbomer,CP)与羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl cellulose,HPMC)作为生物黏附性材料,做单因素考察。变量为生物黏附性材料,配置其中HPMC与CP含量比例为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1,使用颗粒混合压片的方法制作片芯。

1.1.4 大鼠小肠

实验用的黏膜为大鼠胃和肠黏膜。取大鼠处死后的小肠上段,生理盐水清洗干净后储存于-20℃冰箱,使用前放置4℃冰箱解冻2 h,再放至室内常温下泡入生理盐水中至完全解冻。

1.2 实验方法

1.2.1 片芯制备工艺

生物黏附性片芯制备采用粉末直接压片法,由于粉末直接压片工艺简单,无需制粒、干燥,可有效地保护主药的稳定性,避免其因为湿法制粒造成的各种不稳定因素,从而保证产品的质量。粉末直接压片技术的优势还在于其避免加热和水分的影响[4]。粉末直接压片法:按比例称取纳米碳酸钙150 g、HPMC 10 g、CP 10 g,过80目筛后混合均匀,加入崩解剂微晶纤维素(microcrystalline cellulose,MCC)20 g、润滑剂硬脂酸镁10 g,混合均匀后放入小型粉末压片机,依次按压即得HPMC∶CP为1∶1片芯。分别制作黏附片含量其他辅料,用量不变。HPMC与CP在片芯中含量比例为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1。

1.2.2 片重差异检查

取生物黏附性片芯HPMC与CP含量比例分别为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1的样品各10片,分别对其片重差异进行测量,取测量最终重量,按《中国药典》2005版(二部)附录Ⅰ制剂通则,对片剂片重差异的规定进行检查。

1.2.3 黏附片体外黏附力的测定

按参考文献[5]黏附力测定方法建立测定装置,利用塑料袋中水的重量来测定片芯与大鼠小肠间的黏附力。将大鼠小肠组织剪成小段,片芯A和大鼠小肠黏膜B分别用502胶水固定于两片2 cm×2 cm的有机玻片a、b上,在片芯上滴生理盐水,使其湿润10 min后与小肠黏膜玻片接触,施加100 g的砝码保持6 min。将玻片a面朝上,b面朝下垂直挂吊挂,在玻片b下方挂上塑料袋,匀速缓慢向袋中注水,直至玻片a与b分离,记录塑料袋、水及玻片b的重量,即得到当前体外最大黏附力。分别取生物黏附性片芯HPMC与CP比例含量为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1样品,按照黏附力测定方法建立测定装置,进行5次测定。见图1。

1.2.4 释放度测定

浆法:人工胃液模拟胃液中的条件,p H 6.0醋酸缓冲液模拟十二指肠肠液环境中的条件[6]。其中片芯处方筛选选择以500 ml p H 6.0醋酸缓冲液作为释放介质,采用缓冲液中Ca2+的释放量来间接评价片芯中纳米碳酸钙的释放程度,片芯释放度测定按中国药典2005版附录有关规定,37℃、100 t/min,累积释放时间为4 h,分别于0.5、1.0、2.0和4.0 h取样5 ml(同时补液5 ml),0.81 am微孔滤膜滤过,取上述续滤液30μl,加入钙显色剂4 ml,立即于573 nm测定吸收度,根据标准曲线方程计算各片在不同时间点的浓度,并计算累积百分释放率。黏附片则分别于人工胃液和p H 6.0醋酸缓冲液作为释放介质,采用溶液液中Ca2+的释放量来间接评价黏附片中纳米碳酸钙的释放程度,与片芯释放度测定方法相似,分别考察黏附片在人工胃液2 h p H 6.0醋酸缓冲液4 h内的释放行为,计算累积百分释放率。

Cn:第n次取样的释放介质中纳米碳酸钙的浓度(mg/L);Ci:笫1次取样的释放介质中纳米碳酸钙的浓度(mg/L);M:黏附片中纳米碳酸钙的标示量(rag)。

1.3 统计学方法

采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析,计量资料以均数±标准差(±s)表示,用方差分析,两两比较用SNK-q检验,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 片重差异

片重差异测量表明,生物黏附性片芯1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1样品片重差异均符合《中国药典》2005版(二部)附录Ⅰ制剂中,附录片剂项下片重差异规定。经单因素方差分析,差异无统计学意义(F=0.106,P=0.980),可认为不同比例不影响片芯的重量。见表1。

2.2 生物黏附力的考察数据

黏附力测试结果显示,HPMC∶CP为1∶1的黏附力为(13.716±0.620)g,HPMC∶CP为1∶2的黏附力为(23.434±4.910)g,HPMC∶CP为1∶3的黏附力为(34.888±3.990)g,HPMC∶CP为2∶1的黏附力为(12.088±1.310)g,HPMC∶CP为3∶1的黏附力为(9.148±2.430)g,其中HPMC∶CP为1∶3的黏附力最高。经单因素方差分析,差异有统计学意义(F=103.949,P=0.000),不同比例片芯黏附力之间有差异。两两比较结果:3∶1组与2∶1组比较,经SNK-q检验,差异无统计学意义;1∶1组、1∶3组与1∶2组比较,经SNK-q检验,差异有统计学意义(q=0.058和0.036,P=0.012和0.047);2∶1组与1∶1组比较,经SNK-q检验,差异无统计学意义;3∶1组、1∶2组与1∶3组比较,经SNK-q检验,差异有统计学意义(q=0.279和0.188,P=0.029和0.031)。结果表明,CP的比例越大,测定的黏附力越大,黏附效果逐渐变强,反之CP比例越少黏附效果逐渐变弱,其中HPMC与CP比例为3∶1时黏附力最小,HPMC∶CP为3∶1与HPMC∶CP为1∶3的差异明显。不同比例片芯重量比较,差异无统计学意义,片重的重量差异不来源于不同比例。黏附力测试结果表明,HPMC∶CP为1∶3的黏附力最高。见表2。

HPMC与CP不同的含量可以直接影响碳酸钙黏附片的释放度,其中HPMC与CP比例中,CP含量多时释放速度最为缓慢,释放效果低于其他比例,HPMC多时释放速度较快,HPMC∶CP为1∶2和1∶3前期相对平稳,2 h后释放速度明显提高。见图2和表3。

预实验和单因素实验结果表明,HPMC和CP量是同时影响片芯释放和黏附性能的主要影响因素。综合数据分析结果与单独检测黏附力、单独检测释放度的结果成正比,HPMC∶CP为1∶3释放度作用都比较偏弱,且释放缓慢,HPMC∶CP为3∶1释放相对较快,随着HPMC减少,CP增加,药片的释放度明显降低,尤其在3 h时,对药片的释放影响更为明显,说明CP的缓释作用比HPMC更明显。以黏附片片芯在p H 6.0醋酸缓冲液中1和4 h的累积释放度(分别用X、Y表示)作为考察指标。在1~4 h作用下HPMC∶CP为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1的释放度分别为22.21%~74.19%、21.15%~69.43%、19.21%~62.14%、28.88%~87.62%及35.33%~91.55%,其中HPMC∶CP为3∶1的片芯在4 h后基本释放完全,HPMC∶CP为1∶3的片芯在4 h后仅释放62%。经过黏附片片重测定片芯均符合差异标准,不影响实验结果。在单因素实验中,黏附材料的含量比例对片芯的黏附力与释放度有直接影响,且HPMC与CP作为黏附材料测定的黏附力结果与释放度结果成正比,HPMC∶CP为1∶3的配方为最优配方。见表4。

mg

3 讨论

目前市场上很多钙剂用于补钙与预防铅中毒,其中很大一部分以碳酸钙为主要成分[6]。在碳酸钙肠定位驱铅该课题中,黏附性材料是决定药物疗效的重要因素[7,8],因此为测定最佳HPMC与CP比例,设计HPMC与CP释放度和黏附力的效果比较。另外,通过生物黏附片体外黏附力和释放度实验数据的比较,也有助于阐述对纳米碳酸钙肠定位驱铅提供有价值的理论依据[9]。本实验的测定以HPMC与CP为变量,碳酸钙为主药的体外黏附性和释放度,初步证实其具有小肠定位和生物黏附的双重功能。

基测定碳酸钙片剂的黏附力大小、释放率影响药物的吸收情况及药物维持时间,对体外黏附力和释放度测定的研究具有重要作用[10,11,12]。经过黏附片片重测定片芯均符合差异标准,不影响实验结果。在单因素实验中,黏附材料的含量比例对片芯的黏附力和释放度有直接影响,且HPMC、CP作为黏附材料测定的黏附力结果与释放度结果成正比,HPMC∶CP为1∶3的配方为最优配方。本实验中笔者通过测定碳酸钙生物黏附片作用到肠道的黏附力及释放度,为其定位驱铅研究的片剂制备提供理论基础。

参考文献

[1]杨小红,陈建兵,盛敏钢.纳米碳酸钙的生产和用途[J].化学教育,2007,10:5-7.

[2]刘艺平,戴立波,李焕德.药物与P-gp相互作用的时效及量效关系的研究[C].湖南省药学会医院药学专业委员会学术年会,2009.

[3]张毕奎,苏芬丽,向大雄,等.格列齐特生物黏附缓释片的研制及其体内体外评价[J].中国药学杂志,2007,12:910-913.

[4]邹华.粉末直接压片工艺的应用与推广[J].泰州职业技术学院学报,2008,8:60-63.

[5]张蜀,邓红,林华庆,等.正交试验法优选山黄口腔贴片的处方[J].广东药学院学报,2009,25(2):111-114.

[6]魏科达.纳米碳酸钙肠溶生物黏附片的制备及其驱铅效果研究[D].长沙:中南大学,2010.

[7]王健,毕殿洲.生物黏附材料的研究进展[C].沈阳药科大学学报,2002.

[8]陈继英.生物黏附药物的研究进展[J].天津药学,2004,16(3):56-58.

[9]杨桂琴.中药新剂型-靶向制剂的应用[J].中国社区医师(医学专业),2013,15(4):222.

[10]刘娜,林华庆.生物黏附给药新剂型的发展近况[J].中国药师,2007,11:1133-1135.

[11]费玉元.羟丙甲基纤维素的合成工艺的改进研究[J].当代化工,2015,1:51-52.

沥青-集料黏附性能简化计算模型 篇4

1 数字图像的采集

在自然光线下使用数码相机采集沥青-集料黏附性能试验试样, 进行图像处理时易出现下列问题: (1) 难以区分深色集料与集料上裹覆沥青之间的边界 (图1黄色部分) ; (2) 在水中的沥青会产生光的反射产生亮斑 (图1蓝色部分) ; (3) 侧向光对试样照射产生的阴影会被误划分为集料部分 (图1红色部分) 。这些问题都会导致试验结果产生误差。

为解决上述问题, 引入了光的反射及成像原理[2]。相对于沥青, 集料表面光感粗糙, 表面的变化在波长上比沥青大几个数量级。在散射的自然光照射条件下无论是沥青表面镜面反射还是集料表面漫反射, 二者的反射光线都是杂乱无章, 如图2所示。因此获取的图片上, 沥青与集料的亮度差异较小, 计算机难以准确区分。但如果采用小光谱带宽并具有定向性的照明光源, 粗糙的集料表面发生的漫反射的反射光线会发散到各个方向, 而光滑的沥青表面发生的镜面反射的光线都是朝同一个方向反射, 此种情况下沥青与集料的反射率差异较大, 选取合适的角度采集图像, 能够成功将沥青与集料区别开。

基于上述理论, 采用定向光源, 设计了一种自动图像采集系统[3]。采集到的黏附试验试样图像上有三种不同的颜色, 即黑色 (沥青面积) 、红色 (集料面积) 、橙色 (背景部分) 。采用Image Pro-plus软件计算出不同颜色区域的面积, 就可得到集料表面剩余的沥青面积占整个集料表面的百分比即沥青-集料黏附性能。

2 数字图像处理

2.1 数字图像采集误差

由于数码相机获得的照片是二维平面图形, 在自动测量系统中拍照成像时最能反映真实颜色的面是与镜头平行的面。而裹附沥青的集料是一个三维实体, 这就可能造成人眼能够观察到的集料侧面上裹附的沥青不能真实地呈现在图像上。如图3所示, (a) 为从集料正上方采集的图像, 从图像可以看出集料的四周均未裹附沥青, (b) 为从集料侧面采集的图像, 从图像可以看出集料的侧面仍裹附沥青。在成像过程中, 考虑光线的强度、色彩的对比度, 需要从试样的正上方采集图像;在这种情况下使用Image Pro-plus软件对图片上的黑色部分 (沥青) 进行勾选时, 在图像上选出的沥青部分少于真实的沥青部分, 这样会产生较大的误差。

樊亮等人[4]用图像分析法进行沥青剥落面积定量化研究时也发现类似的问题, 他建议使用平面型的集料进行分析。但扁平状的集料不宜作为筑路材料;且路面实际使用的集料大多都为立体型集料, 在图像采集过程中为保证集料摆放平稳, 也容易使得集料表面较扁平的一面朝下放置。为解决二维图像不能够完全表达三维物体的真实情况的问题, 本文提出一个简化模型及修正系数, 以减少数据处理误差。

2.2 模型的选择

考虑试样的实际情况以及为了计算简便, 将所有摆放的集料试样简化等效为一个四棱台体。简化模型的俯视和立面图如图4所示, 其中黑色部分为与镜头平行的集料表面部分, 此部分集料表面裹附的沥青可很好地呈现在数字图像中;红色部分为集料的侧面, 其表面裹附的沥青由于拍摄角度问题在图像中难以呈现。理论上根据软件分析得到的沥青面积与集料面积的比值就可得到集料表面沥青残留率, 但由于光线的问题, 无法获取图3中红色部分 (即集料侧面的) 上的沥青。因此引入一个修正系数ki, 将观测到的集料总面积SAi=ai2转换为集料有效面积

随着黏附性试验时间的增加, 每隔一段时间, 试样被取出拍照以计算沥青的残留率。在每次在摆放过程中, 集料的底面可能会略有不同, 造成不同时段集料总面积SAi及有效面积S&apos;Ai略有变化。不论试样何时取出, 其体积V不变;为计算简便, 假设等效的正棱台体高度h不变。

已知正棱台体体积V为

将修正系数ki代入式 (1) 得

式中, m为集料的总质量 (g) ;ρ为集料的表观密度 (g/cm3) ;PAi为i时段集料的像素点数与整个图片的像素点数之比;PBi为i时段沥青的像素点数与整个图片的像素点数之比;Ri为i时段集料表面的沥青残留率 (%) 。

对于0 h的黏附性试样, 集料表面完全由沥青所覆盖, 由软件从照片中分析出的沥青与集料的总面积比值即为。此时集料的有效面积内全部为沥青, 沥青残留率R0为100%, 。根据公式 (2) , 可获得假设模型的体积及高度。当黏附性试验进展i h, 使用图像处理软件从试样的数字图像中可算得PAi、PBi, 通过采集图片中固定长度参照物的像素值, 可获得SAi及ai, 根据公式 (1) 可求得对应i小时的a'i, 根据式 (2) 、式 (3) 从而推算出ki及Ri。

2.3 模型在黏附性试验中的运用

黏附性试验采用一种玄武岩, 取三组平行试样, 其中一组试样所用的集料质量m=102.33 g, 表观密度ρ=2.921 g/cm3。在黏附性试验开始时 (0 h) 以及以后的每0.5 h (0.5 h, 1.0 h, 1.5 h, 2.0 h, 2.5 h) 这6个时间点试样进行图像采集。

以2.5 h沥青在集料表面残留率计算为例, 利用Image Pro-plus软件对0 h以及2.5 h采集的试样图片进行处理, 获得图像处理数据见表1。根据0 h采集图像处理数据可以计算出该时段集料总面积SA0与有效面积S&apos;A0的比值k0=3.098。由式 (1) 、式 (2) 可得简化等效的四棱台体高度h=0.768 cm。由于假设四棱台体高度随时间不发生变化, 因此依据0 h算得的高度h, 2.5 h采集图像处理数据获得SA2.5=76.71 cm2及a2.5=8.759 cm, 以及式 (1) 、式 (2) 可得a&apos;2.5=4.526 cm, k2.5=3.745, 最终可算得2.5 h集料表面的沥青残留率R2.5=61.85%。

按照上述的方法, 获得不同时段集料表面沥青残留度平均值见表2。从结果可以看出, 通过简化模型的计算, 减少了图像处理带来的误差, 并能较好区分不同时段沥青-集料黏附性能。

3 结论

为减少人为观测对黏附性试验结果造成的主观误差, 引入数字图像处理技术。但由于物体成像的缺陷, 造成集料侧表面沥青不易反映在试验结果内。因此将集料简化为一四棱台体, 引入一修正系数, 只考虑四棱台体上底面的沥青残留量, 即与相机平行集料表面的残留沥青。通过这种简化模型计算方法, 能快速计算出不同时段沥青-集料粘附性能, 有效地减小了由于集料侧面表面沥青不能在图像上反映所带来的误差。

参考文献

[1] 袁峻, 董文姣, 钱武彬, 等.基于超声波的沥青-集料黏附性试验方法研究.科学技术与工程, 2013;13 (5) :1388—1391Yuan Jun, Dong Wenjiao, Qian Wubin, et al.Research on test method of asphalt-aggregate adhesion based on ultrasonic.Science Technology and Engineering, 2013;13 (5) :1388—1391

[2] 黄冰峰.物体表面反射特性测定方法的研究.武汉:华中科技大学, 2007Huang Bingfeng.Research on methods of measuring reflection characteristic of surface.Wuhan:Huazhong University of Science and Technology, 2007

[3] 袁峻, 董文姣, 陈佳俊, 等.沥青与集料之间黏附性的自动测量系统.中国专利:ZL 2013 2 0272756.2, 2013-10-30Yuan Jun, Dong Wenjiao, Chen Jiajun, et al.An automatic measurement system of affinity between bitumen and aggregate.China Patent:ZL 2013 2 0272756.2, 2013-10-30

防压路机轮胎表面黏附沥青装置 篇5

我们自制的洒抹油装置,运转可靠、操作简单、成本低廉,可有效防止轮胎表面黏附沥青。简介如下:

1.基本组成

洒抹油装置由油路、水路、控制操纵和抹油共4部分组成(见图1)

油路部分主要由油箱、滤清器、油泵、第一单向阀和喷嘴组成。水路部分主要由水箱、滤水器、水泵、第二单向阀和喷嘴组成。控制操纵部分由蓄电池、水开关、水量调节旋钮、水量控制器、油开关、油量控制旋钮和油量控制器组成。蓄电池1分别与水开关2和油开关3连接,水开关2分别与水量调节旋钮4和水量控制器7连接,油开关3分别与油量控制旋钮5和油量控制器6连接。油量控制器6和水量控制器7分别与油路部分的油泵10和水路部分的水泵13连接。

1.蓄电池2.水开关3.油开关4.水量调节旋钮5.油量控制旋钮6油量控制器7.水量控制器8.第一单向阀9.第二单向阀10.油泵11.油箱12.滤清器13.水泵14.水箱15.滤水器16.喷嘴17.抹油装置

抹油装置1 7由较软的羊毛毡抹油板和较硬的尼龙材质的刮泥板等组成,设置于压路机轮胎表面旁侧,如图2所示。羊毛毡抹油板具有吸油功能,能充分润滑轮胎,使轮胎表面形成一层油膜;但是它的材质较软,无法刮掉黏附的小石子,而刮泥板刚好弥补此缺点。

1.安装板2.螺母3.弹簧垫圈4.平垫圈5.固定板6.抹油板7.刮泥板8.活动板9.螺栓

2.工作原理

水泵13抽取来自水箱14经过滤水器1 5过滤后的水,经过第二单向阀9到达喷嘴16;同时,油泵10抽取来自油箱1 1经过滤清器12过滤后的油,经过第一单向阀8到达同一喷嘴1 6上;油、水按一定比例混合后以雾状喷洒到轮胎表面上,形成一层油膜以防止黏附沥青。加单向阀是为了防止水倒流进油泵、油倒流至水泵,防止水泵和油泵损坏。同时由刮泥板和抹油板把黏附到轮胎表面的杂物去掉,抹油板要有一定的吸油性和较好的耐磨性。

3.控制方法

有机胶体黏附力作用下的钎焊工艺 篇6

由于纤维复合材料制品多为薄壁结构,在连接应用中采用胶接技术可以充分发挥复合材料的结构特点,在俄罗斯宇航工业和我国的航空航天领域,胶接已成为纤维复合材料应用不可缺少的关键技术。然而,胶接所固有的耐高温局限性、疲劳性能低和易老化失效等特点成为该技术在高温环境有效应用的技术障碍。为此,国内外曾开展了焊、粘相结合的复合连接工艺———胶焊技术(Weld Bonding,WB)研究,以求发挥胶接和焊接的综合优势［３］,形成了透胶胶焊(先涂胶后点焊)、毛细作用胶焊(先点焊后注胶)和胶膜胶焊三种工艺形式［４］。同样,胶焊工艺也存在致命的技术弊端,使该技术没有得到较深入的发展和应用,如:接头剥离强度低、胶层固化时间长、没有可靠的胶焊接头设计方法等［４］。

为实现纤维增强陶瓷基复合材料的高强度、耐高温连接,本工作介绍了一种胶体黏附力作用下的钎焊连接工艺,即利用胶体的黏附力降低连接界面的界面张力,促进焊接用活性元素与复合材料的接触反应,获得纤维增强陶瓷基复合材料表面的冶金高强度连接,并成功应用在石英纤维增强氧化硅复合材料与Invar合金的连接构件制备上［５，６］。本工作侧重于该连接工艺的理论和实验基础分析,以便揭示胶体在复合钎焊工艺中的作用本质。

1 胶体黏附力作用下钎焊的理论基础

对于结构疏松的纤维编织复合材料的冶金高强度连接,其表面的润湿问题和热应力的存在是复合材料表面结构受损破坏的主要隐患。在钎焊此类纤维增强陶瓷基复合材料时,采取措施保证复合材料的凹凸表面与钎焊活性元素充分发生接触反应,并缓解热膨胀差异导致的热应力集中,将有望获得复合材料与金属材料的可靠冶金连接。胶体黏附力作用下的钎焊工艺就是基于这种思想提出的。

根据杨氏方程［１］,在不存在物理互溶、渗透和任何化学反应时,润湿角θ与固体表面张力γｓ、液体表面张力γｌ及液固界面张力γｓｌ之间存在如下关系:

θ表达了润湿程度,θ=0°时表示液固完全润湿,180°时则认为完全不润湿。当θ=180°时,即液滴在固体表面的润湿尚未开始的初始状态,则有:

式(2)表明,此初始阶段可将液固间的界面张力看成是液体表面张力和固体表面能之和。要获得液滴在固体表面的良好润湿,即充分降低γｓｌ,则需要同时降低γｓ和γｌ。

图1(a)为钎剂l环境下钎料与待焊母材之间的关系。按照杨氏方程,钎料f与母材b间的界面张力γｆｂ可看作钎料/钎剂界面张力γｆｌ与钎剂/母材界面张力γｌｂ之和:γｆｂ≈γｆｌ+γｌｂ。

从润湿现象的能量观点看［８］,能否润湿取决于固体分子与液体分子间的相互作用力(又称附着力)和液体分子间的相互吸附力(又称内聚力)间的力量对比。在液固接触处,沿固体壁附着一层液体,该附着液体层的厚度等于液体分子间引力的有效作用距离或液体分子与固体分子间引力的有效作用距离(取两者中较大者)。如图1(b),(c)所示,质点A受到内聚力和附着力的双向作用。当内聚力大于附着力时,质点A受到的合力F垂直于附着层,并指向液体内部;反之,当附着力大于内聚力时,质点A所受合力F垂直与附着层并指向固体侧,此时液体分子在附着层内的势能小于在液体内部的,液体分子趋于挤向附着层,使附着层得到扩展,从而表现为液体在固体表面的润湿。可见,要实现液体在固体表面的良好润湿,需要使液体附着层中的分子所受合力始终指向固体。而当附着层分子所受合力F指向液体内部时,即不能有效润湿时,需要提供一个外加作用力来抵抗F做功,从而促进液固界面的润湿性为。

此外,钎料合金在基板表面的润湿性包括非反应润湿(物理润湿)和反应润湿两种润湿机制。对于非反应润湿机制,Voinov［９］和Tanner［１０］认为润湿行为主要取决于表面张力和黏性耗散过程,在宏观上,黏性耗散过程中的耗散主要由界面边缘处的黏性流动作用产生;在反应润湿方面,Eustathopoulos介绍了反应润湿的驱动力表达式［１１］:

式中:S为铺展面积;E为体系自由能;σ为因化合物而形成的驱动力;Γ(θ)为非平衡界面张力驱动力。

在上述润湿机制的基础上,从降低表面张力、提高黏性流动、促进界面反应润湿三方面考虑,运用有机胶体的黏附力和良好流动性,将混合有钎焊反应所需活性合金元素的胶体材料涂敷在纤维编织结构的复合材料表面,通过室温条件下有机胶体的黏附力来降低接头处的界面张力,形成分子间粘接,使界面附着层中的分子所受合力指向母材;而在高温钎焊阶段,胶体热解后界面处剩余的活性合金元素与接触的钎料、待焊母材发生化学反应连接,从而也使界面层中的分子趋向于待焊母材方向。

2 有机胶体黏附力作用下钎焊的润湿性实验基础

根据文献[11]报道,以元素Ti为活性反应元素的Ag-Cu-Ti钎料能实现SiO２陶瓷与金属材料的钎焊连接。基于化学成分相近性,首先选用Ag-21Cu-4.5Ti钎料对SiO２ｆ/SiO２复合材料表面进行润湿实验,在900℃保温10min,润湿结果如图2 所示。可见,Ag-21Cu-4.5Ti钎料在SiO２ｆ/SiO２复合材料表面呈球状,表现出完全不润湿的特征,这与此钎料在SiO２陶瓷表面的反应润湿现象［１２］截然不同。根据复合材料中石英纤维的结构特点,产生上述润湿现象的原因可能有如下几点:(1)已知石英纤维的表面张力为0.03N·m－１,由张祥武等［１３］的方法求得Ag-21Cu-4.5Ti钎料液滴的表面张力为0.674N·m－１,根据Steenkamer等［１４］的研究成果,γｌ≥γｆ时,液滴需要在外力作用才能润湿纤维表面;(2)周燕等［１５］通过实验指出热处理对石英纤维损伤较大,影响了液滴在石英纤维表面的浸润性能;(3)刑建申等［１６］和甄强等［１７］分别指出,在650℃或800℃热处理后石英纤维表面会产生大量缺陷,呈现易碎状态,这也将会阻碍液滴在其表面的铺展。

综上分析,通过改善SiO２ｆ/SiO２复合材料的表面状态,降低钎料与复合材料表面的界面张力,是改善钎料在其表面润湿性的一个有效途径。另文献[18]指出,环氧树脂具有相对较低的界面张力,因而具有较好黏附流动性,同时环氧树脂还具备较高的耐热性能,能在较宽的温度范围内发挥黏性作用;根据文献[19]中的实验结果,TiH２在450℃以上将分解为高纯的活性元素Ti和H２,其中的Ti将会在钎焊中发挥界面反应的主导作用。因此,本工作选用SiO２ｆ/SiO２复合材料为润湿基板,以环氧树脂作为黏性胶体材料,进行AgCu共晶合金+Ti粉、AgCu共晶合金+TiH２粉以及环氧树脂作用下的钎料润湿对比实验。

润湿实验前,SiO２ｆ/SiO２复合材料表面处理方式如图3(a),(b)所示。其中,活性中间层采用TiH２粉(粒度70μm)或Ti粉(粒度70μm)和环氧树脂按照体积比1∶1混合而成,钎料选用AgCu共晶箔片(厚度100μm)。经过900℃保温15min后,SiO２ｆ/SiO２复合材料表面的润湿状态如图4所示。

实验结果表明,AgCu共晶钎料在涂有Ti或者TiH２粉的SiO２ｆ/SiO２复合材料表面均未得到有效润湿,如图4(a)所示;而在环氧树脂作用下,如图4(b),(c)所示,环氧树脂的黏附力改善了钎料在SiO２ｆ/SiO２复合材料表面的润湿性。环氧树脂将活性元素Ti或者TiH２均匀黏附在SiO２ｆ/SiO２复合材料表面,利用黏附力降低了钎料与SiO２ｆ/SiO２复合材料表面的界面张力;在高温钎焊条件下,活性元素Ti与接触的复合材料表面的石英纤维直接发生反应连接,而AgCu液滴就是通过Ti在SiO２ｆ/SiO２复合材料表面的反应层实现了对复合材料的润湿和铺展。其中,由吉布斯自由能数据可以看出,Ti粉在室温条件下就极易与周围的氧气发生反应而失去活性(如表1所示,数据由HSC Chemistry 5.0 软件计算所得),在钎料铺展层上也发现了较多的Ti-O化合物颗粒(图5);而TiH２能通过分解产生高纯的Ti而保证钎料的润湿效果最好。由此也可得出,将涂敷含有活性元素有机胶体的工艺应用到复合材料冶金连接的表面改性中将得到良好的连接接头。

3 有机胶体黏附力作用下的钎焊工艺分析

根据有机胶体黏附力作用下钎焊的理论及实践基础,为探索该钎焊工艺的应用价值,选用环氧树脂作为黏性胶体材料,TiH２粉作为活性元素Ti源,AgCu共晶合金箔作为钎料,Invar合金作为待焊金属材料,对SiO２ｆ/SiO２复合材料、Cｆ/SiC复合材料以及Al２O３陶瓷与Invar合金进行了异种材料间钎焊连接应用实验分析。

采用有机胶体黏附力作用下的钎焊工艺所得典型接头如图6所示。图7为上述三种材料与Invar合金的钎焊接头界面形貌。通过接头抗剪强度测试及断口分析(表2),可以说明选用环氧树脂作为胶体材料的有机胶体黏附力作用下钎焊工艺能有效获得SiO２ｆ/SiO２复合材料、Cｆ/SiC复合材料、Al２O３陶瓷与Invar合金的高强度接头。

4 结论

(1)有机胶体的黏附作用力能将钎焊所需活性金属元素均匀黏附在待焊基体表面,在钎焊加热过程中能产生高纯的、与待焊材料紧密接触的活性金属元素,通过钎料、活性金属元素和待焊基体材料三者的界面反应可更容易实现钎料的良好润湿及铺展。

(2)将TiH２粉与环氧树脂混合后涂敷在SiO２ｆ/SiO２复合材料表面,通过环氧树脂的黏附力改善了复合材料表面的结构状态,并利用界面产生的高纯Ti实现AgCu钎料在改性SiO２ｆ/SiO２复合材料表面的充分润湿。