组织相容性

组织相容性（共9篇）

组织相容性 篇1

摘要：排斥反应已成为目前器官移植亟待解决的问题。很多情况下在主要组织相容性抗原达标的下还会出现明显移植物抗宿主反应 (GVHR) , 而目前尚无特效针对方案, 因此对于次要组织相容性抗原的研究有其意义所在。

关键词：次要组织相容性抗原 (MiHAs) ,主要组织相容性抗原 (MHC) ,移植物抗宿主反应 (GVHR) ,移植物抗宿主病 (GVHD) ,移植物抗白血病效应 (GVL)

1 次要组织相容性抗原

次要组织相容性抗原 (Minor Histocompatibility Antigens, MiHAs) 指在非同基因个体间进行移植, 即使受体与供体间MHC完全相同, 仍会由于某些抗原而产生排斥反应。总数还不确知, 理论估计大约有几百个[1]。不同个体具有编码不同MiHAs的等位基因, 其表达产物即为可引发移植排斥反应的次要组织相容性抗原。

2 移植物抗宿主反应及移植物抗宿主病

造血干细胞移植 (HSCT) 是多种恶性和非恶性疾病的有效治疗方法, 而移植排斥反应是移植后的主要并发症之一。参与移植排斥反应发生的抗原很多, 主要有HLA抗原, 另外还有其他抗原如次要组织相容性抗原 (MiHAs) 、人类ABO血型抗原、组织特异性抗原等。近年的临床研究发现, 许多HSCT受者发生的移植物抗宿主病 (GVHD) 与次要组织相容性抗原 (MiHAs) 密切相关。

2.1 移植物抗宿主反应

移植物抗宿主反应 (graft-versus-host reaction, GVHR) 在同种异体骨髓移植或胸腺移植时, 供者移植物中存在的淋巴细胞被宿主同种异型抗原激活后, 通过免疫应答对宿主细胞产生的排斥反应。

2.2 移植物抗宿主病 (GVHD)

移植物抗宿主病 (graft-versus-host disease, GVHD) 是骨髓移植 (BMT) 后出现的多系统损害 (皮肤、食管、胃肠、肝脏等) 的全身性疾病, 是造成死亡的重要原因之一。临床表现较为复杂, 可损伤宿主皮肤、肝脏和肠道等多种组织器官, 使其功能迅速或逐渐丧失。重者可因组织器官、上皮细胞迅速坏死致死;轻者可因组织器官慢性纤维化而导致器官功能进行性丧失, 最终危及生命。

2.3 GVHD的发病机制

GVHD分为急性移植物抗宿主病 (aGVHD) 和慢性移植物抗宿主病 (cGVHD) 。

2.3.1 急性移植物抗宿主病:

Antin等将急性移植物抗宿主病分为三个期: (1) 组织损伤期:大剂量的放化疗和先前的感染, 使内皮及上皮细胞发生炎症反应, 从而上调了一些淋巴细胞受体, 淋巴因子及共刺激蛋白的表达, 为GVHD供了良好的“土壤”。 (2) 抗原识别期:受者的抗原提呈细胞通过MHC-Ⅰ类或MHC-Ⅱ类分子, 以及各种协同刺激分子活化特异性细胞并使其大量增殖。 (3) 效应期:Th、CTL、NK等免疫效应细胞通过三种可能的途径造成靶器官的损伤。

2.3.2 慢性移植物抗宿主病:

发病机制尚不清楚, 可能与免疫耐受形成缺陷有关。由于各种原因导致胸腺损伤, 使其清除自身反应性T细胞克隆的能力下降, 从而发生了类似于自身免疫性疾病的综合征。

2.4 移植物抗白血病效应 (GVL)

早在1956年Barnes等就提出供髓者移植物并不能完全抑制受者体内白血病细胞的生长, 而植入的骨髓成份中存在的GVL效应, 对治愈白血病可能起重要作用。其后这种GVL效应在大鼠的白血病模型中得到了证实。1979年Weiden等发现移植后出现急性或慢性移植物抗宿主病 (GVHD) 的患者, 复发率比不发生GVHD者低。

3 次要组织相容性抗原在GVHD与GVL中的作用

实验研究和临床资料均证明, 即使主要组织相容性复合体 (MHC) 完全配合, 移植后由于MiHAs仍然发生排斥反应, 但其强度轻、速度慢。MiHAs表达于机体组织细胞表面, 被降解成肽链片段后, 具同种异型抗原决定簇, 可被MHC分子所提呈。既可引起GVHD, 也可引起GVL, 局限性表达于HSC或白血病细胞表面的MiHAs是诱发GVL效应理想的靶抗原。因此应用MiHAs分离GVL和GVHD具有重要意义。

3.1 与GVHD及GVL相关的MiHAs

大量研究表明, HA-3, HA-4, HA-6, HA-7及H-Y可以在所有组织被检测到。HA-1, HA-2只在造血细胞起源的细胞 (如:纯化的T2细胞, B2细胞, 单核细胞及未成熟的胸腺细胞) 表面发现, 在上皮起源的纤维母细胞, 角质形成细胞, 黑色素细胞以及内皮细胞等细胞表面则不能检测到。均被MHC-Ⅰ类限制的CTL识别。

3.2 MiHAs相关性GVHD/GVL

HA-1是具有单个氨基酸多态性的复等位基因, 其产物肽链为九肽结构, 由KIAA0223等位基因编码。选择性表达于造血细胞 (包括白血病及其前体细胞) 表面, 尽管有这种选择性的表达, HA21不匹配还是会影响GVHD的发生。因为这种选择性表达并不代表HA21在非造血细胞上不表达。已有研究表明HA21在非造血细胞上呈低水平表达。

4 应用MiHAs分离GVHD/GVL

4.1 GVHD/GVL分离的可能性

大量实验研究及临床资料显示, 移植后发生GVHD患者伴有白血病复发率降低, 提示在GVHD中存在着GVL效应。临床上应用供者淋巴细胞输注 (DLI) 治疗白血病移植后复发时发现在无GVHD发生的情况下也可以使白血病得到治愈, 有力的证实了GVL的产生不完全依赖于GVHD, GVHD和GVL效应是可以分离的。

4.2 应用MiHAs分离GVHD/GVL

Mori等研究表明MiHAs不相合与GVHD/GVL效应密切相关, 结果表明GVHD的发生由宿主细胞表面MiHAs的密度和供者能识别MiHAs的T细胞受体共同决定。临床重度GVHD的发生要求供者T细胞识别受者多种不相合的MiHAs并发生免疫反应, 单一MiHAs的不相合不会发生重度GVHD。

参考文献

[1]Perreault C, et al.Minor histocompatibility antigens[J].Blood, 1990, 76:1269-1280.

组织相容性 篇2

1.临床标本采用二次血型法即住院患者普查血型鉴定，输血前再复查血型一次。2.血型鉴定、抗红细胞不规则抗体筛查及交叉配血试验均采用微柱凝胶卡片法，血型复查运用试管法或玻片法。另运用盐水凝集试验、凝聚胺试验、吸收试验及放散试验辅助鉴定红细胞血型抗原和抗体。遵照技术操作规程操作规程。3.必须逐项核对输血申请单、受血者和供血者血样，复查ABO血型，并常规检查患者Rh(D)血型（急诊抢救患者紧急输血时Rh(D)检查可除外）。

4.凡输注全血、浓缩红细胞、红细胞悬液、洗涤红细胞、冰冻红细胞、浓缩白细胞、手工分离浓缩血小板等患者，应进行交叉配血试验。机器单采血小板应采用ABO血型同型输注。

5.对于Rh(D)阴性和其他稀有血型患者，应采用自身输血、同型输血或配合型输血（参见相关文件）。

6.血型鉴定作正反定型，常规应用微柱凝胶卡片法，疑难结果以试管法为准，血型复查常规使用试管法或玻片法为准、交叉配血试验和抗筛试验以抗人球蛋白微柱凝胶卡片结果为准。

7.开展不规则抗体筛查。凡遇下列情况时必须按《全国临床检验操作规程》有关规定作抗体筛选试验：交叉配血不合时；有输血史、妊娠史或短期内接收多次输血者。

8.两人值班时，交叉配血试验由两人互相核对；一人值班时，操作完毕后自己复核，并填写配血试验结果。

组织相容性 篇3

关键词：胃电刺激器,植入,组织相容性

胃电刺激器治疗肥胖是一种新的方法,虽然临床研究及应用已有十余年,但该技术仍有待进一步改进。我们与清华大学微电子学研究所联合研制了新型的可调式胃电刺激器,为了验证该仪器的疗效和安全性,了解胃电刺激器植入体内后的生物相容性,进行了以下实验。

1 实验方法

1.1 实验对象

健康成年雌性比格犬(体重8~12 kg)共8只,由军事医学科学院实验动物中心提供。

1.2 胃电刺激器

由清华大学微电子所提供的可调式胃电刺激器(NES-GH-SPA-01),包括埋植于皮下的脉冲发生器(Pulser)、连接胃壁和脉冲发生器的刺激电极(Electrode)和编程棒(Programming Stick)三部分。

1.2.1 脉冲发生器

封装在钛壳中的脉冲发生器组成主要包括:无线通信模块、中央控制模块和刺激输出模块三个部分。它们的功能如下:无线通信模块主要负责编程棒和脉冲发生器之间的无线通信,实现无线程控的目的;中央控制模块处理编程棒的指令,必要的时候回复数据;刺激输出模块依据中央控制模块提供的刺激参数,由中央控制模块控制其开启刺激或者关闭刺激。使用医用纯钛(符合美国ASTMF67标准,含钛99%以上)制成脉冲发生器的外壳,见图1。

1.2.2 刺激电极

目前,胃电刺激器的电极采用心脏临时起搏器的电极,YS99-01临时起搏导线,见图1。该产品以不锈钢为原材料,采用聚四氟乙烯材料作为导线的外包皮。在此设计版本中,电极以硅胶垫片固定在胃壁上。

1.2.3 编程棒

在体外调控脉冲发生器,设置胃电刺激参数及刺激时间,发送指令,使脉冲发生器进入待机状态、工作状态或休眠状态,见图2。

1.3 动物模型制备

动物禁食8小时以上,通过腹腔注射4%戊巴比妥钠(0.1 mL/kg,中国医药公司)及肌肉注射速眠新(0.1 mL/kg,长春军事科学院军事兽医研究所)麻醉。监测生命体征:舌颜色、脉搏、呼吸频率。经腹壁正中切口,自剑突下2 cm向下切开5 cm,暴露胃前壁及幽门,将1对临时起搏电极植入胃浆膜下,位置为沿胃大弯侧幽门上3 cm(胃的远端),电极间的距离为1 cm,用硅胶垫片固定在胃壁上。电极的另一端自腹壁切口处引出,用导线与脉冲发生器相连。在右上腹肋缘下皮下分离出囊袋,将脉冲发生器埋置于此囊袋中,关闭囊袋。导线在腹腔内的游离距离为6-10 cm。间断缝合腹壁切口。术后动物恢复2 w,进入实验。

本实验由中日友好医院伦理委员会批准同意。

1.4 胃电刺激方法

应用胃电刺激器进行胃电刺激。刺激模式为串脉冲:输出电流频率40 Hz,电流10 mA,波宽0~10 ms,2 s-on、3 s-off的周期性矩形脉冲。在前期实验中根据摄食情况筛选有效的胃电刺激参数,按照此参数(每只动物波宽不同,波动在1~6 ms之间)进行胃电刺激1个月。筛选刺激参数的条件:显著减少摄食量,但不引起明显症状的一组参数。

1.5 胃电刺激器植入体内的生物相容性观察

为了检测植入设备的生物相容性,我们在实验中观察了动物活动状况,创口有无渗血、红肿和化脓等迹象。距离手术时间6 w时,结束实验,麻醉动物,观察胃电刺激器有无移位,肉眼观察其周围组织情况。然后处死动物,取电极和脉冲发生器埋置部位的组织,进行10%中性甲醛固定,经脱钙、石蜡包埋、切片和HE染色,光镜下观察界面区域是否存在炎症、组织坏死等情况。

2 结果

2.1 胃电刺激引起的症状

狗对胃电刺激的耐受性好,一般情况良好,生命体征均很稳定,无严重并发症出现。低强度胃电刺激一般不引起症状,或者仅引起吠叫和运动稍增多,此时即出现显著的摄食减少。刺激脉宽达到10 ms时,一些狗仍能够耐受。一些不能耐受狗的症状表现为呕吐、明显躁动和吠叫。

2.2 胃电刺激对摄食量的影响

胃电刺激能够显著抑制狗的食欲,减少摄食,平均摄食量由每天280 g狗粮减少至每天210 g,减少了25%。

2.3 脉冲发生器及电极固定部位的病理改变

本实验中,胃电刺激器植入6 w内,动物饮食和活动良好,伤口均在7 d左右完全愈合。局部无肿胀、渗血、化脓和材料排出情况。取样时肉眼观察,植入物无移位,周围有纤维包膜包绕,贴近材料的组织未见腐蚀产物、结节和感染等现象,包膜与植入物容易分离。

显微镜下观察,脉冲发生器(钛壳封装)埋置在皮下的部位,可见囊壁形成,囊壁致密,由成纤维细胞组成。周围组织结构清晰,部分标本可见周围组织轻度的充血、水肿、小血管增生和少量炎细胞(包括中性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞)浸润,见图3和图4。刺激电极用硅胶片固定于胃浆膜处,可见原硅胶所在部位形成囊壁,由纤维组织构成,周围炎症反应较轻,见图5。

3 讨论

肥胖已经逐渐成为我国严重的公共健康问题,尚缺乏理想的治疗方法。肥胖治疗药物,因副作用明显而相继退出市场或临床前研究,手术治疗创伤及风险较大,患者难以接受,需要研究开发新的肥胖治疗方法。

2 0世纪9 0年代初,意大利外科医师Va l e r i oCigaina[1]首次发现胃电刺激可引起动物摄食行为改变和体重下降。之后,他将胃电刺激方法用于人类肥胖的治疗,显示出良好的减重效果[2],从此胃电刺激治疗肥胖日益引起医学界的关注。胃电刺激系统包括电子脉冲发生器和一根类似心脏起搏的导线,将电极埋植于远端胃壁浆膜下肌层,由脉冲发生器发放一定模式的电脉冲刺激,从而影响胃的运动、抑制食欲并减轻体重,其操作技术较减肥手术简单,且不改变胃肠道的正常解剖结构。目前主要有意大利、德国、比利时和澳大利亚等国开展该项工作,全球已近2000例肥胖患者接受胃电刺激治疗。研究结果显示,可使超重体重减少(excess weight loss,EWL)5-30%,且安全性良好[3]。

临床研究发现,胃电刺激对部分肥胖患者疗效欠佳[4]。目前临床上应用的胃电刺激器主要是Medtronic Transneuronix公司的Tanscend,MetaCure公司的Tantulus系统等。这些胃电刺激器均由神经电刺激器发展而来,刺激参数均为串脉冲(见图6,参数2s-on3s-off,20-40 Hz,波幅6-10 mA,波宽0.3 ms),参数不可调节,波宽较短。动物实验发现,个体对胃电刺激的反应存在差异,需要实现刺激参数的可调[5];波宽为数ms的胃电刺激与0.3 ms的刺激相比,能更有效地抑制胃动力,对摄食和体重的影响更为显著[6],故需要增加胃电刺激器输出的波宽,这些因素是限制其临床应用及疗效的主要因素。目前为止,尚无理想的植入式胃电刺激器的闻世。

自2008年起,我们与清华大学微电子学研究所联合研制了新型的可调式胃电刺激器,可输出的胃电刺激脉冲波宽可大大增加,以满足临床需要。同时可从体外发送指令调节刺激参数,实现参数的连续可调和多样化组合。该胃电刺激器已经通过体外验证及动物的预实验,初步结果表明,能够提供满意的刺激信号和能量。

本研究表明,该胃电刺激器植入比格犬体内后,连续刺激1个月,期间动物耐受性良好,未出现严重并发症,表明其安全性良好。胃电刺激后,动物摄食量明显减少,该胃电刺激器能够抑制动物摄食,从而可能引起体重减少,胃电刺激器对体重的直接影响还需通过慢性实验进行观察。

胃电刺激器是植入机体的设备,手术中将电极固定在胃浆膜下,将脉冲发生器埋置在腹壁皮下囊袋中。目前动物实验阶段所采用的电极为用于临床的临时起搏导线,用硅胶垫片固定在胃壁上,脉冲发生器的外壳为医用纯钛。胃电刺激器直接与机体接触的材料包括医用纯钛、硅胶和聚四氟乙烯,三者均为常用的生物植入材料,在临床应用已数十年,生物相容性良好,广泛应用于医学领域。纯钛质轻,有良好的耐腐蚀性;硅胶柔软、高弹性,有良好的生理惰性,耐体液腐蚀;聚四氟乙烯分子结构稳定,有高度的耐化学性和耐热性,无致癌、致突变报道[7]。

胃电刺激器植入比格犬体内6 w后进行病理学观察,可见胃电刺激器在犬的皮下和胃浆膜处引起纤维组织增生,形成囊壁包绕,周围组织的炎症反应较轻微。按照医疗器械生物学评价标准实施指南,纤维囊形成分级为2级,植入物周围炎症反应等级为II级,符合医疗器械生物学评价标准[8],表明胃电刺激器所使用材料的生物相容性良好。

4 结论

本研究显示,犬对新型胃电刺激器耐受性良好,植入后未观察到明显不良反应。串脉冲急性胃电刺激能够显著减少比格犬的摄食量,脉冲发生器局部及电极局部病理反应较轻,组织相容性良好。该胃电刺激器对治疗肥胖有潜在临床应用前景。

参考文献

[1]Cigaina V,Saggioro A,Rigo V,et al.Long-term effects of gastric pacing to reduce feed intake in swine[J].Obes Surg.1996,6(3):250-253.

[2]Cigaina V,Rigo V,Greenstein RJ.Gastric myo-electrical pacing as therapy for morbid obesity:preliminary results[J].Obes Surg1999,9(Abst33A):333-334.

[3]Arthur Bohdjalian,Gerhard Prager,Ricardo Aviv,et al.One-year experience with Tantalus?a new surgical approach to treat morbid obesity[J].Obes surg2006,16(5):627-634.

[4]Shikora SA.“What are the Yanks doing?”The U.S.experience with implantable gastric stimulation(IGS)for the treatment of obesity–update on the ongoing clinical trials[J].Obes Surg2004,14(supp11):S40-S48.

[5]Yao SK,Ke M,Wang Z,et al.Visceral sensitivity to gastric stimulation and its correlation with alterations in gastric emptying and accommodation in humans[J].Obes Surg2005,15(2):247-253.

[6]JH Xing,JD Z Chen.Effects and mechanisms of long-pulse gastric electrical stimulation on canine gastric tone and accommodation[J].Neurogastroenterol Motil2006,18(2):136–143.

[7]Puskas JE,Chen Y.Biomedical application of commercial polymers and novel polyisobutytene-based thermoplastic elastomers for soft tissue replacement[J].Biomacromolecules2004,5(4):1141—1154.

有机硅的生物相容性与安全性评价 篇4

——有机硅的生物相容性与安全性评价

生命是人们永恒探究的课题，在漫长的求索过程中生物医用材料一直扮演着不可或缺的角色。有记载表明，早在古希腊时代人们就已经开始用马尾上的毛作为外科缝合线进行一些外科手术。时至今日生物医用材料已获得长足的进步，其中医用高分子材料更是被誉为医疗技术发展史上的一次飞越。

在此我谨对医用高分子材料中的有机硅材料谈一些我个人的认识。

1954年，mc dougall发现对外界影响极为敏感的热血动物的各种细胞组织与液态、半液态和类似橡胶态的有机硅制品接触时，其细胞组织的发育状态未见异常，表明硅橡胶不会对细胞生长产生不良的影响。医用硅橡胶的医学特性就此被发现。随后在20世纪60年代，国外开始将硅胶制品植入人体。心脏起搏器、人工心脏瓣膜等的应用给不少患者带来福音。到70年代，国外已有许多医用硅橡胶制品（硅橡胶乳房、指关节、眼眶底托、气管插管、耳廓、脑积水引流管、腹膜透析管、带气囊分道导管、导尿管等）投入了临床应用。我国的发展虽然晚与外国，但在十几年来也获得长足进展。目前我国的硅胶制品已涵盖了脑外科，心胸外科，内科，皮肤科，整形外科等诸多领域。因为生物医用材料最基本的要求是它必须与生物系统直接结合,所以生物医用材料都必须具备生物学性能,即生物相容性,这是生物医用材料区别于其它功能材料的最重要的特征,并且要求这种材料不会因与生物系统直接结合而降低其效能与使用寿命。生物医用材料与活体系统的相互作用表现在两个方面:一是材料反应,即活体系统对材料的作用,包括生物环境对材料的腐蚀、磨损和性质退化、甚至破坏。二是宿主反应,即材料对活体系统的作用,包括局部和全身反应,如炎症、细胞毒性、凝血、过敏、致癌、畸形和免疫反应等。其结果可能导致对机体的中毒和机体对材料的排斥。

接下来我们就选取有机硅的几个具体应用案例来对它的生物相容性及安全性进行评价。

一 用一次性硅胶导尿管作引流管治疗气胸和胸腔积液

《中华实用医药杂志》2005 年 6 月 第 5 卷 第 12 期

黑龙江省佳木斯市结核医院对20例患者采用一次性硅胶导尿管进行胸腔闭式引流术，肺复张较快无痛苦，引流全过程无脱落，引流管滞留时间3～15天，平均7天，引流通畅性良好，未见明显不适反应。

在上述病例中我们了解到硅胶导尿管在人体中滞留一段时间后患者并没有出现明显不适反应，这说明硅胶制品无毒性并且具有较好的组织相容性。

二 使用硅胶管治疗泪道阻塞

中国人民解放军第264医院

临床资料

23例泪道阻塞患者，男性4例，均为单眼，共4只眼，女性19例，单眼14例，双眼5例，共24只眼，总计28只眼。年龄18～53岁，平均42岁。病程1～15 a，平均5.6 a。

结果

23例中随访1 a者5例，0.5 a者1例，3个月以上者17例。拔管后23例28只眼中22只眼症状完全消失，占78.57%，2只眼症状明显改善，占7.14%，4只眼虽症状改善，但仍主诉有较明显的溢泪，占14.29%，这4只眼行2次插管，留置时间为2～4周，拔管后3个月再复查，溢泪症状均消失。

在上述病例中我们可以发现硅胶材料在人体内停留了较长时间但患者并未产生不良反应并且在材料取出后一段时间内也未有不良症状产生。由此可见硅胶材料应具有良好的生物相容性。

三 硅胶鞍鼻注射整形1014例五年随访分析

《生物医学工程学》 华西医科大学附属医院

本院用gn514室温硫化硅橡胶作鞍鼻注射整形1014例,其中男性132例,女性882例,患者年龄由16岁至53岁,年龄存30岁以下者占800例。gn514硅胶为液态,使用前为两组份,即gn514—m和gn514—n.当两组份液体等量均匀混合后,经30—60分钟可硫化成为固体硅胶。从1979—1984年我们应用gn514硅胶对1014例鞍鼻患者进行注射整形,其中仅3例分别于注射后第4,7,12月发生局部炎症反应(不良反应率为0.3％)。此3例经手术刮除部份感染组织,作了组织病理学检查,为局部慢性炎症,但未发现癌变。

上述病例充分说明硅胶具有良好的组织相容性不良反应率低。且在术后一年内致癌可能性低。

四 乳房假体

论信访与法治的相容性 篇5

对信访的批判并非一个新鲜话题。不少论者将信访乱象归因于信访与法治的冲突, 个中理由则不仅在于信访的法律依据单薄, 更在于其认为信访活动与法治逻辑上不相容, 信访的存在本身就是对法治的破坏。

尽管饱受诛伐, 信访却未在法治建设中如预期般销声匿迹, 反而不断涌现洪峰。或许, 在义正辞严地批判信访之前, 法治论者有必要先确实地回答: 法治社会中是否真的没有信访的立足之地? 而若信访可以与法治相容, 又如何理解其相对位置呢?

本文试图借助法价值研究的现有成果回答上述问题。结论是, 信访具备与法治的相容性, 可以作为司法裁判外的纠纷解决方式而与法治并存。一种法治主义者的最佳姿态不是排斥信访, 而是关注如何在本应由司法解决的矛盾范围之内, 确保裁判独立性和终局性。

二、法治的核心: 作为解纷机制的司法裁判

导致人们认为信访与法治矛盾的主要原因, 是对法治的误解。不少人将法治概念的核心理解为任何主体应使自己的有公共意义的活动合乎法律。据此, 信访既在法律依据上可疑、又可能使人“信访不信法”, 故不利于守法, 自然与法治不相容。

但法治与信访的最重要关联恰恰在于社会纠纷的解决。法治的核心就在于发挥司法裁判解决纠纷、树立判准的终局效能; 论者也难以否认, 信访从功能上讲也正是一种解纷方式。据此, 解纷机制作为讨论法治与信访关系的解释框架便呼之欲出。法治在根本上可否兼容信访, 就不取决于是否存在严密有效的现行法制约它, 而取决于信访作为一种解纷机制是否必然与司法裁判相冲突, 侵蚀法的核心价值。

三、冲突的化解: 解纷机制的三个层次

纠纷解决的途径有三: 一自行解决, 即矛盾双方内部解决矛盾。这可能是单方的, 但更多是交互的; 二是同等关系第三人解纷, 即由与矛盾双方处于同等关系的第三人、依三方共享标准解纷。三是中立第三人解纷, 即由与矛盾双方皆无关者、依公开之判准解纷, 主要指司法裁判。

上述三者具备一种递进关系。自行解纷处于第一阶层, 解决轻微纠纷较合适, 解决较重则往往诉诸复仇而缺陷明显。针对第一种解纷方式无法妥善处理的纠纷, 同等关系第三人解纷应运而生。不过面对分歧日益增多且价值多元的现代社会, 第二种解纷方式的不足也愈发显现。于是第三种解纷方式的优势便得以凸显: 一来, 裁判标准和审判活动的公开性和结果的终局性, 克服了同等关系人解纷缺乏示范功能的低效问题; 二来, 法官的独立确保解纷中立, 使结果在价值多元社会更显公平。

根据解纷机制的上述层次性结构, 信访与法治的相容性不难察觉。该结构中, 信访显然可在第二层获得一席之地。信访人既非自行解纷也不诉诸独立第三人, 而是请求官员作为同等关系第三人解纷, 为民做主。而位于机制第三层的司法裁判, 其存在本即为解决那些无法为前两类方式所解决的矛盾, 故以发挥裁判效能为核心的法治, 就不可能从根本上排斥另两种解纷方式的适用, 从而不可能从根本上排斥信访。法治意味着裁判应成为终局性解纷方式, 而不意味着它应成为唯一解决方式, 不意味着将上述三层次结构变为一元化的。法治背景下, 既然那些不必也不应诉诸司法的分歧不会消失, 那么包括信访在内的同等第三人解纷方式, 自有发展空间。

反对者指出: 现实中, 一些本应司法解决的矛盾也由信访“越俎代庖”了。笔者认为, 此观点实际效果值得商榷: 不是信访的存在导致相关情况, 而是司法的不足导致信访的乱象。无论已有判决而访或无视司法而访, 相关情形的泛滥都体现了同一事实: 裁判的结果未被认可为具有最后效力。就是裁判的终局性没得到确保才是问题关键。在此意义上, 现象恰恰证明、而非瓦解了解纷机制的解释力: 根据前述三层结构, 当本应发挥终局性效能的司法无力给出具备最后效力的结果, 法治难以发挥其内在价值, 本应在第三层解决的矛盾就不得不退回第二层, 而由于这些矛盾本非第二层可妥善安置的对象, 削足适履的结果, 自然是乱象难免。

四、结论

综上可见, 信访与法治是相容的。法治价值的核心, 取决于裁判能否发挥作为终局性解纷方式的效能, 而在解纷机制的层次性结构中, 属于第二阶层的信访与属于第三阶层的司法裁判之间是递进关系。信访乱象之源不在于信访与法治有何天然矛盾, 而是司法裁判未能发挥应有效能, 即乱象乃法价值未能实现的结果, 而非其原因。

因此, 在中国法治社会建设中, 信访不仅有存在余地, 甚至可能是必要装置。法治论者最应关心的, 恐怕并非如何出于法治理由废除信访, 而是如何确保司法裁判的独立、融贯与终局性, 使解纷机制在各个层面上发挥应有效能, 系统化解决日益复杂的社会纠纷, 实现法治维系社会整体的终极目标。

摘要：本文试论证信访与法治之间无必然冲突。从解纷机制整体结构出发, 信访与司法裁判是层次性递进关系, 而非矛盾关系。法治作为废除信访的理由值得商榷。

关键词：法治,信访,解纷机制

参考文献

[1]徐显明主编.法理学原理[M].北京:中国政法大学出版社, 2009.

[2]陈景辉.法律的内在价值与法治[J].法制与社会发展, 2012 (1) :3

[3]潘素敏.浅论中国法制进程中的信访制度[J].法制博览, 2012 (11) :221.

相容性评价指标及改进分析 篇6

碰撞相容性是指汽车在碰撞中保护自己的乘员, 同时也保护对方车辆乘员的能力。在碰撞中, 当两辆车乘员的死亡率很低的时候, 才能够表明两辆车具有良好的相容性。这就明确指出汽车相容性不仅仅包括对自己的保护, 同时也包括对对方车辆的保护。在车辆碰撞法规日益严格的今天, 汽车的碰撞相容性也越来越多地引起了人们的注意。在满足了相关法规的同时, 也要考虑到汽车碰撞相容性的因素, 这样才能真正地为乘员提供一个安全的乘坐环境。

1 相容性研究方法及评价指标

相容性是一个前沿性的课题, 目前还没有统一的研究方法, 同时也没有出台相应的法规。国内与相容性相关的法规主要有GB 11567.1-2001和GB 11567.2-2001。这两个法规主要是针对侧面和后下部防护装置, 对于相容性并没有明确的指标规定。

目前国内外有关相容性的研究主要采用以下一些衡量指标:速度变化量、乘员承受的最大加速度、轿车前端变形区域长度、轿车车身变形率。由于乘员承受的最大加速度与轿车的乘员约束系统有很密切的关系, 并且约束系统各部件之间的关系错综复杂, 不易评判, 而轿车前端变形区域长度及车身变形率同样与轿车本身的结构相关, 因此本文创新性地采用轿车方向盘的侵入量和侵入速度作为衡量指标。因为该指标易于测量, 同时也是导致乘员受伤的关键部件, 文献[4]中指出汽车正面碰撞时转向盘是使驾驶员重伤的主要元件。

2 模型建立

考虑到相容性对模型的要求以及计算效率等问题, 在本例对相容性的分析中, 对重型车模型进行了适当的简化。因为驾驶室、鞍座、油箱、排气系统、电瓶箱等总成不参与和轿车的碰撞, 因此把其简化为质点, 这样既不影响整车惯性又提高了计算效率, 简化后的重型车基础模型见图1, 轿车基础模型见图2。鉴于篇幅关系, 对详细的建模过程不再阐述。

3 仿真分析

3.1 参考模型分析

根据已经建立的模型, 进行了仿真分析, 图3、图4分别为计算的仿真结果图、能量变化曲线图, 图5、图6分别为仿真中仪表盘和方向盘的侵入量及侵入速度曲线。

从图4中可以看出:总能量守恒, 沙漏能比较小, 验证了参考模型的有效性。从图5和图6可以看出:侵入量和侵入速度的值都比较大, 同时, 轿车速度的改变量也达到了5.7 m/s。对比轿车正碰变形及侵入量、侵入速度曲线, 可以发现:从相容性的角度来讲, 还有很大的改进空间。因为主要考察点在方向盘, 因此以后的碰撞结果只对方向盘进行测量分析。

3.2 改进结构设计及分析

针对基础模型的变形结果及曲线进行分析可以看出:轿车前端已经完全钻入重型车下面, 造成轿车侵入量和侵入速度过大。从图5、图6也可以看到:轿车的在与重型车的初始碰撞后, 侵入量增加比较迟缓, 这个过程正是轿车下钻的过程, 当轿车下钻完成后, 侵入量的增加又比较迅速, 轿车的下钻时间从图中看, 应该是45 ms～60 ms之间, 与侵入速度的变化趋势一致。

从上述分析可以得到以下结论:轿车的侵入过大主要是由于其下钻造成的。因此, 改进结构主要从防止轿车下钻入手。

图7为改进结构部件, 图8为其截面图。图7中A部件为改进结构, 原保险杠结构向下复制延伸, 同时增加吸能部件, 吸能部件为如图9所示的薄壁帽形结构, 共分为上、下两排, 厚度只有0.6 mm, 材料为屈服强度为129 MPa的低强度钢。

结构改进前后的侵入量和侵入速度对比曲线分别见图10、图11。

改进之后的保险杠有效地防止了轿车的下钻, 这个作用也在关键点的测量曲线有所体现, 改进结构使得轿车方向盘的侵入量和侵入速度有了大幅度的降低, 侵入量降低了30.2%, 侵入速度降低了26.4%。

3.3 改进结构验证

由于发生的车辆事故边界条件比较复杂, 因此考虑其中影响比较大的两个因素做参数分析以验证改进结构的有效性, 所选取的参数为速度和偏置量。

3.3.1 速度验证

该结构对于原模型的改进效果已经进行了仿真验证。为了进一步验证改进结构的有效性, 还计算了不同速度的碰撞模型。图12～图13是将碰撞速度提高的结果曲线图。

速度提高之后, 轿车前端受到的冲击更大, 驾驶室几乎已经完全变形。从侵入量和侵入速度曲线中也可以看到, 该改进结构使得侵入量降低了17.1%, 侵入速度降低了25.8%, 可见对不同的速度都有一定的改进效果。

3.3.2 偏置量验证

为了验证改进结构的有效性, 还计算了不同偏置量的碰撞方案 (初始偏置量为50%) 。图14～图15是降低偏置量 (偏置量为10%) 的碰撞结果曲线图。

偏置量降低之后, 轿车整体的变形变小, 这主要是因为轿车和重型车的吸能区域增加了, 因此有更多的能量转化为内能。从变形曲线中也可以看到, 侵入量和侵入速度明显降低, 验证了改进结构对不同偏置量的改进效果。

4 结论

根据对相容性概念的阐述以及研究方法的探究, 最终确定研究方案以及衡量指标。通过对不同方案的对比优化, 确定了最终改进结构, 改进结构对方向盘的侵入量降低了30.2%, 侵入速度降低了26.4%;同时还针对不同的速度和偏置量进行了比较分析, 结果显示, 改进结构同样有效。

摘要：对大量文献进行了查找总结, 确定了新的相容性衡量指标, 并且建立了相容性模型。通过对碰撞结果及影响相容性的关键因素进行分析, 提出了改进方案, 最后对改进方案进行了速度及偏置量的验证, 证明了改进方案的有效性。

关键词：衡量指标,相容性模型,改进方案

参考文献

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[2]袁泉, 李一兵.基于碰撞相容性因素的车辆追尾事故深入数据分析[J].汽车技术, 2006 (增刊) :73.

[3]程勇, 朱西产.大型载货汽车被动安全性的特点及改进措施[J].汽车技术, 2002 (5) :3-4.

Web服务组合的相容性技术概述 篇7

关键词：Web,服务组合,技术

1 Web服务组合技术

Web服务组合是通过增值服务的方式向客户提供相对比较完善的商业功能体系。Web服务组合的业务逻辑一般来自于实际操作的商业逻辑内容, 其中服务组合的每一个Web服务组件完成每一个相应的服务任务。所以, Web服务组合的实现一般包含Web服务描述、Web服务发现和Web服务匹配, 以及Web服务执行控制等方面的内容。

1.1 Web服务描述与匹配

Web服务是对一定的业务逻辑进行封装、完成一定功能的处理单元服务。在Web服务平台上会出现一些异构的平台, 想要让这些平台上的服务来共同完成任务, 就需要各个服务之间进行协作, 以及服务信息进行交换, 服务提供者需要以标准的方式描述服务的多个侧面信息:服务功能, 服务性能 (服务质量) , 服务的语义和服务行为。

关于服务功能的描述语言, WSDL以一种实现语言无关的抽象方式将Web服务定义为一组服务访问点, 利用这些访问点, 应用客户端可以实现对服务的访问。WSDL支持SOAP/HTTP或MIME/SMTP等传输协议的绑定方式。

关于服务质量的描述语言, 虽然W3C于2003年提出了关于Web服务的Qo S需求, 但迄今为止, 实际的标准并没有出现。工业界和学术界的研究也在进行中, HP公司提出的WSMF C Web Services Management Framework) , IBM提出的W SLA语言 (Web Service Level Agreement language) , WSOL (Web Services Offer Language) , WS-Policy, D'Ambrogio提出的Q-WSDL CQo S-enabled WSDL) 以及胡建强提出的QWSDL (Qo S-baseded WSDL) 。

关于服务语义的描述语言, DAML-S, OWL和WSDL是近年来国际标准化组织提出的语义Web服务的描述规范。在学术, 界DAML-S语言获得了大多数学者的认可, DAML-S是由BBN、斯坦福大学、以及卡耐基梅隆大学等机构在DAML+OIL基础上进行研究的, 它是对Web服务的本体进行定义。

1.2 服务发现与匹配机制

为了提高Web服务的利用率, 降低开发成本, 基于Web应用的企业逐渐把已有的应用包装成Web服务的形式, 提供给客户。这些服务可能具有不同的功能, 分布于不同的地点, 负责组合服务的客户要能够从其中找到想要的服务, 这就是Web服务发现。因为, Web服务发现是服务组合中的一个重要技术, 它也是Web服务系统架构中的一个重要组成部分。

1) 基于关键词的Web服务发现

在早期的研究中, 主要是针对基于关键词 (keyword的Web服务发现与匹配方法, 通过在服务查找中包含服务属性的关键词, 与服务的描述进行匹配来发现符合要求的服务。如UDDI C Universal Description, Discovery and Integration) 就是把服务提供方发布的服务描述映射为UDDI数据模型后保存起来, 服务使用方以查询关键词的方式来获取服务描述。但此种方式只能实现语法层次上的匹配, 不能发现需要语义匹配的服务, 使得服务召回率很低。于是, 出现了基于语义的服务发现方法。

2) 基于语义的Web服务发现

基于语义的Web服务匹配可以通过两种方法来实现。一种方法是通过本体概念之间的逻辑关系 (等价、包含等) 来实现服务匹配, 主要应用于单个本体环境;另一种方法则是以本体概念之间的相似性为基础, 通过计算服务描述之间的相似性来实现。相对于第一种方法, 后者多应用于多本体环境。

3) 基于网络拓扑的Web服务发现

Web服务发现系统是服务请求者和服务提供者联系的纽带, 由一个或多个注册节点连接成一定的系统拓扑来存储和维护发布的服务描述信息。根据注册节点的连接关系, Web服务发现系统可以分为集中式Web服务发现系统和分布式Web服务发现系统。由于集中式拓扑 (如UDDI存在可扩展性差和单点失效的问题, 因此, 构造可扩展和灵活的分布式系统是学术界普遍关注的热点问题。

1.3 服务的执行控制模式

Web组合服务的执行是按照预先定义好的顺序调用组件服务的过程, 这个过程的实现模式可分为集中 (orchestration与点对点 (choreograp) 控制两种。

1) 集中控制

集中控制是通过集中的服务协同引擎的控制, 参与服务组合的各成员服务实例之间实现的控制流和数据流传输。由集中的服务协同引擎负责每个成员服务的调用, 在服务完成后, 都会将执行结果返回给服务协同引擎, 接下来再由引擎决定下一个调用的服务。此外, 服务协同引擎还负责与终端用户交互、流程的监控和异常处理等工作。

2) 点对点控制

相对集中式的运行模式而言, 点对点的运行模式可以有效地提高组合服务的运行效率, 同时也能较好地避开潜在的流程引擎瓶颈和可能存在的安全问题。在点对点运行模式下, 流程的控制流与数据流可以在不流经流程引擎的情况下, 在成员服务间直接地传递。于是, 点对点的控制模式要求每个服务节点都要有一个协调器, 负责服务运行前的初始化、运行过程中消息的处理 (如中止服务和向后续服务发送通知) 和运行完成后的收尾工作 (如向后续服务发起调用、传递相关参数) 。

1.4 服务组合方法

目前针对服务组合问题的研究已经非常广泛, 广义上可以分为静态组合、半自动组合和动态组合。静态服务组合, 是指在设计或编译阶段, 根据应用需求列出所有功能, 然后根据功能列表, 按照一定的策略, 从预先建立的服务组件库中选择出合适的服务组件来提供相应的功能。由静态服务组合产生的服务, 在提供给请求者后就不再变化。但Web服务的动态性, 其服务质量或行为的变化, 或服务与网络连通性的变化, 都会使组合服务的空间随时发生变化。因此, 静态组合方式不能适应Web服务的动态性。半自动组合方式能适应部分的动态性, 它根据固定的过程或流程, 自动地从服务集合中选择合适的服务来完成给定的目标。流程的固定性和执行流程中服务的可变化性体现了半自动的特点。静态与半自动组合方式主要包括基于业务流程服务组合方法。而动态组合方式能够全面地适应Web服务的动态性, 它根据系统运行过程中的需求来自动创建服务组合流程模型的过程。所以, 动态组合要能够支持自动发现、自动选择和自动绑定Web服务, 展现出整个Web服务生命周期的动态性。与静态组合方式相比, 动态服务组合更能够充分地利用网络资源, 实时地为服务请求者提供满足其需求的Web服务。根据描述方法的不同, 动态组合又可以分为基于规划和图搜索的方法。

2 Qo S感知的服务组合方法

基于Qo S的服务选择可以分为全局优化策略局部优化策略。

首先是基于Qo S的全局优化策略, 需要在满足用户提出的全局Qo S约束条件下, 考虑所有活动的候选服务集, 而且每个服务通常对应着包含多属性的Qo S向量。所以, Qo S感知的服务组合全局优化策略求解是一个NP难题。基于Qo S的全局优化策略包括三种类型, 它们是随机演化策略、精确求解策略、以及启发式方法。基于Qo S的全局优化策略在进行计算时没有很高的计算效率, 在计算的过程中往往是通过脱机离线的方法才能进行服务的计算。如果选择精确求解策略进行服务的计算时, 通常情况下要通过规划工具包进行合理的计算, 并且基于Qo S的的服务组合所具有的的规模大小, 以及进行备选的服务集合程度对计算的效率起着重要的作用。如果有数量巨大的动态实时情景状态下, 选择精确求解策略进行服务的计算效率不高。如果需要对不确定的目标组合服务进行计算时, 可以通过遗传算法等方法进行求解计算, 但是通过这种方法的收敛速度通常情况下不是很高, 它比较适用于具有较大规模的非线性组合优化模型的离线计算。

启发式方法是一个基于经验构造的算法, 可使问题在可接受的代价下得出可行解。但产生可行解的启发式规则通常针对于具体问题, 不具有通用性。而且方法的求解效率、求得解与最优解的偏离程度都依赖于该启发式规则。Yu等人把问题建模为MMKP问题 (multidimension multichoice 0-1 knapsack problem) 和MCOPC multi-constraint optimal path problem) 问题, 引入启发式信息后可使问题在多项式时间内获得近似最优解。

其次是局部优化策略, 它是根据活动作为粒度进行成员服务的选择, 一般情况下应用的是多属性决策 (Multiple Criteria Decision Making, MCDM) 方法, 或者是通过对相似函数的情况进行计算和整理来对候选服务进行一定的序列排列, 局部优化策略是有针对性的对每一个活动进行搜索服务集, 为每一个活动选择一个最合算的服务组合方式。局部优化策略对各个活动的选择过程彼此独立, 局部最优并不能保证全局最优。所以, 局部策略不能很好地解决针对组合服务的Qo S约束问题。

3 基于服务行为的替换技术

针对网络上越来越多的Web服务, 通过组合方式实现服务增值一直是服务计算领域内研究的一个重要方面, Web服务替换是与Web服务组合密切相关的一个问题, “是一个硬币的两面”。在Web服务组合系统中, 当某个成员服务实例由于自身软硬件故障或网络威胁等原因, 无法继续提供服务时, 会导致整个组合服务无法正确执行。此时, 需要选取新的服务来替换, 而替换是否成功则取决于替换之后的组合服务是否仍是正确的。

基于行为的服务组合正确性分析与验证, 是目前研究的一个热点问题。服务组合的正确性可以通过分析参与组合的各成员服务间的相容性来进行验证。现有的一些描述服务组合流程的规范, 如BPEL, BPEL4Chor, WSCI, WS-CDL等, 都基于XML格式, 复杂且缺乏对有效理论及分析方法的支持, 不适用于服务行为的分析。而形式化方法, 能够去除复杂的干扰因素, 通过抽象的模型来简化问题, 使关注点集中于问题的本质, 还可以结合其准确的表述方式与强大的数学理论基础, 能够实现对问题的有效分析与验证。

对组合服务相容性的验证大多需要对整个组合服务的流程进行分析, 已有研究表明, Web服务组合验证所花费的代价随着参与组合的服务数量的增加而快速增长。若替换频繁发生, 不断重复的服务组合验证必然会影响系统的运行效率。因此, 服务替换须是上下文无关的, 即在不需要验证组合服务流程的情况下就能判断选取的服务是否能正确地替换。

4 小结

Web服务组合为商业流程的自动化提供了有利的条件。该文分析了Web服务组合的相容性技术, 包括Web服务组合技术、Qo S感知的服务组合方法、以及基于服务行为的替换技术。希望本文的研究能为Web服务组合的发展和进步起到一定的推动作用。

参考文献

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[2]刘志忠, 王怀民, 郭艳玲.基于语义的服务发现技术研究综述[J].计算机上程与科学.2011, 29 (9) :12-15, 52.

[3]刘必欣.动态Web服务组合关键技术研究[D].长沙:国防科学技术大学, 2011.

[4]刘荣胜, 黄邵, 高春鸣.基于类型化Pi-演算的Web服务组合相容性检测[J].计算机工程与应用, 2007, 43 (7) :120-124.

[5]冯兴智, 姚学斌, 吴泉源, 等.一种动态服务组合中的相容性模型[J].计算机研究与发展, 2008, 45 (z1) :426-432.

[6]陈营, 李绪蓉, 谢强.模型驱动的Web服务组合的QoS属性的研究[J].计算机与数字工程, 2013, 41 (1) :76-78, 100.

废旧塑料共混相容性的研究 篇8

当前,在废旧塑料回收再生利用的过程中,许多厂家为了回收方便都是采用单一废旧塑料品种用于成型制品的原料,但是由于单一的塑料品种往往有一些缺点,从而影响了成型制品的性能[5,6]。因此本文将对两种或两种以上的废旧塑料共混相容性进行研究,寻找相容性较好的废旧塑料共混组合,使生产出的产品获得较好的的综合性能,同时还可使回收材料来源更加广泛,降低生产成本。

1 实验部分

1.1 实验原料

废旧塑料:聚乙烯(PE)回收料;聚丙烯(PP)回收料;聚苯乙烯(PS)回收料;聚氯乙烯(PVC)回收料。

1.2 废旧塑料的预处理

清洗:废旧塑料都不同程度地粘有污垢,必须加以清洗,不然会影响产品的质量。试验中采用的清洗方法是:首先将待清洗的废旧塑料放在稀碱水中浸泡2h,再搅拌5~8min;然后将其放入第一遍清水中搅拌5~8min,再放入第二遍清水中搅拌5~8min;最后将其凉干。需要指出的是,本实验对废旧塑料的清洗要求并不十分严格,这有利于工业化应用中的实际操作。

破碎:为使各种废旧塑料混合均匀,熔融充分,将清洗后的废旧塑料破碎成粒径小于0.5cm的粒料。

1.3 实验方法

第一,先测定聚乙烯、聚丙烯等几种废旧塑料的熔点,对于熔点远高于其他的废旧塑料品种的塑料将不参与共混实验,这是因为当达到其熔点时其他废旧塑料已大量熔融挥发,甚至碳化,极大影响了共混效果。

第二,测定熔点后,通过对两种塑料以1∶1比例混合或三种塑料以1∶1∶1比例混合的模板样品的成型可能性及其相关力学性能比较,以及对样品宏观形貌的观察,选出较好的的废旧塑料共混组合。

1.4 工艺流程

2 结果与讨论

2.1 废旧塑料熔点测定

在测定过程中发现废旧聚乙烯熔点为200℃~210℃,废旧聚丙烯熔点为230℃~240℃,废旧聚苯乙烯熔点为230℃~235℃,三者熔点比较接近。但对于聚氯乙烯的而言,从图2(b)可见聚氯乙烯型材破碎颗粒到300℃时也只是变色软化,并未熔融,这是因为其型材中含有大量的活性Ca CO3,其熔点高达800℃~1000℃。当达到其熔点时聚乙烯、聚丙烯等废旧塑料已大量挥发,极大影响了共混效果。因此在本实验中暂不使用废旧聚氯乙烯参与共混实验。

2.2 废旧塑料的共混组分的优选

在测定熔点,将废旧聚氯乙烯排除不参加塑料共混试验后,将废旧聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯其中任意两种以1∶1比例混合或将三种塑料以1∶1∶1比例混合(其配方如表1所示),对样品的成型可能性及其相关力学性能比较(如表2所示),以及对样品宏观形貌的观察(如图3所示),选出较好的的废旧塑料共混组合。

从表2中可以看出,由废旧聚乙烯、聚丙烯两种塑料的共混所制得的样品成型最容易,且力学性能最好,在进一步调整其中各种塑料的配比后各项力学性能指标还有升高的趋势,在共混物的界面相容性方面仍需进一步改善,所以其各项性能指标仍有很大的提升空间;聚丙烯与聚苯乙烯的两者共混所制得的模板性能比聚乙烯与聚苯乙烯两者共混的模板性能好一些;废旧聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯的三者共混物的力学性能最差。

从图3可以看出,图3(a)样品的相容性较好,各种塑料熔融共混比较充分,样品表面无塑料颗粒积聚与开裂现象。图3(b)的样品表面出现许多细小的裂纹,可能是聚乙烯与聚苯乙烯在共混加热与冷却过程中由于两者冷热膨胀系数不一样,造成的应力开裂的现象。图3(c)中样品表面出现聚丙烯积聚的现象,可能是因为混料的不充分或者是由于聚丙烯与聚苯乙烯的相容性不好引起。图3(d)中可以明显看出,聚乙烯、聚丙烯与聚苯乙烯三种树脂熔融共混时相容性很差,三种物质只是靠聚乙烯高温下的粘合性简单的粘合在一起。因此该图3(a)所对应的样品的性能较好的。

4 结论

(1)通过对废旧塑料熔点的检测,得知废旧聚氯乙烯并不适合参与塑料共混。

(2)通过对废旧聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯共混优选配方的性能测试与样品宏观形貌观察对比,废旧聚乙烯与聚丙烯共混组分的共混相容性最好。

摘要：利用废旧塑料(聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯)共混,对两种或两种以上的废旧塑料共混相容性进行研究,测试废旧塑料的熔点,并采用热压成型工艺制造检测样品,对样品的成型可能性及其相关力学性能比较,以及对样品宏观形貌的观察,选出较好的的废旧塑料共混组合。结果表明废旧聚氯乙烯并不适合参与塑料共混,废旧聚乙烯与聚丙烯共混组分的共混相容性最好。

关键词：废旧塑料,共混,相容性

参考文献

[1]陈占勋.废旧高分子材料资源及综合利用[M].北京:化学工业出版社,2001:126-137.

[2]孙亚明.废旧塑料回收利用的现状及发展[J].云南化工,2008,35(2):36-40.

[3]孙小红,那天海,宋春雷,于黎.废旧塑料回收再生利用技术的新进展[J].高分子通报,2006(4):29-34.

[4]范杵兰.中国塑料回收利用产业发展特点与政策环境[J].国外塑料,2006,24(11):65-67.

[5]周凤华.塑料回收利用[M].北京:化学工业出版社,2005:76-102.

脑深部电刺激装置的MRI相容性 篇9

1 DBS概述

D B S 装置包括脉冲发生器 ( I m p l a n t a b l e p u l s e generator，IPG)、延长导线(Extension)以及电极(Lead)三部分(如图1所示)，其中电极刺激端植入脑深部特定靶点核团，通过向其输出特定的高频脉冲电流达到调控大脑功能、改善疾病症状的目的。

目前国外有三家美国公司开发了DBS装置,即美敦力(Medtronic),圣犹达(St.Jude)和波士顿科学(Boston Scientific),其中美敦力公司在这一领域具有领先地位,到目前为止仍是唯一获得FDA批准的DBS装置制造商。我国在DBS的研究和应用方面起步都较晚,1998年北京天坛医院第一次进行DBS手术,之后清华大学逐步筹备并开始研制DBS装置,2009年作为六项重大科技成果之一落户中关村国家自主创新示范区,由北京品驰医疗设备有限公司实施产业化[3],2009年11月26日实施了首例清华脑起搏器治疗帕金森病临床试验手术[4]。

2 DBS装置的MRI相容性

MRI主要基于氢核的磁共振现象进行成像,实现其功能需要使用三种磁场,即提供均匀静磁场环境的主磁场、对空间信息进行编码的三个方向的梯度磁场以及激发磁共振信号的射频(Radio Frequency,RF)磁场,分别产生三种磁场的线圈结构如图2所示[5]。

DBS装置作为有源植入式医疗器械,MRI相容性可分为三个方面:

(1)MRI对电子电路的影响。关注MRI是否会引起DBS装置电子电路永久性失效或暂时性功能失常,包括MRI磁场是否会导致电路故障、软件复位、功能失常、装置内部存储器内容变化等。从已有的临床资料看,这方面报道极少,曾有过两个病例报道,一个是患者脊柱MRI扫描后DBS装置故障,一个是患者头颅MRI扫描后刺激参数复位,但后果只是DBS装置停止工作,未对患者造成伤害[6]。

(2)MRI对材料的影响。MRI磁场对DBS装置使用的金属材料(如电极的铂铱合金)具有一定的影响,包括静磁场对磁性材料作用产生的磁致位移力和磁致扭矩,射频磁场引起的发热(尤其在电极端部),以及电极导线上的感生电压,都会对患者产生安全风险。

(3)材料对MRI图像影响。由于DBS装置中金属材料的存在,MRI图像会产生伪影,可能影响医生对疾病的诊断。

针对MRI和材料的相容性问题,美国材料试验协会(American Society for Testing and Materials,ASTM)从2006年~2011年制定了一系列标准[7,8,9,10],提出了磁致位移力、磁致扭矩,射频致热、图像伪影的评价方法,对MRI安全性的标志进行了规定,分为磁共振安全、有条件磁共振和磁共振不安全三类,如图3所示[11]。当前的DBS装置是有条件磁共振类型,对MRI参数做出了限定,并要求扫描过程中DBS关机[12]。

射频磁场导致的发热是影响DBS在MRI下应用的最主要的安全问题,此外DBS装置的成像特性也是其在MRI下应用时需要评估的非常重要的方面[13]。电极是直接接触脑的部件,其结构如图4所示,包括外部的套管(聚氨酯材料)、内部的4丝螺旋导线(具有绝缘涂层的铂铱合金材料)、前端的刺激触点(铂铱合金材料)以及尾部的连接触点(MP35N材料),其中螺旋导线各路之间绝缘,在两端分别与刺激触点和连接触点相连,形成4路电气通道[12]。电极前端的铂铱合金刺激触点与脑组织直接接触,其性质十分关键,是评价MRI相容性的主要位置。

3 DBS电极在MRI下的发热

MRI所使用的时变的射频磁场会在人体中产生感生电场,而人体组织具有一定的生物电阻,因而会产生热效应,植入装置的存在可能会造成局部电场的集中从而导致发热加剧,尤其是在细长导体的尖端最易产生严重的发热问题,例如DBS电极刺激端[14]。美国FDA推荐的MRI中射频发热的最大限度为脑部不超过1 oC,躯干为2 oC,四肢为3 oC[15];根据射频消融方面的研究,人体局部温升达到(42~44)oC产生的热损毁是可恢复的(超过45 oC后损伤将不可逆),又由于在一些发烧至40 oC的患病案例中没有神经组织损伤的证据,因此持续几分钟(1~2)oC的温升对人体脑组织应是可以承受的[16]。

MRI导致的过度发热有可能会对患者产生严重伤害,Spiegel等[17]报道过1例植入双侧DBS的帕金森病患者在使用1.0 T的MRI扫描头部时出现肌张力异常以及腿部的弹震动作,其症状数月后得以完全康复;Henderson等[18]则报道了1例MRI检查对植入DBS的患者造成射频损毁并导致严重的永久性神经损伤的案例;最近Zrinzo等[19]也报道了MRI导致1位患者出现运动障碍以及激动表现的事件,检查发现电极周围出现水肿,由于及时中止了MRI扫描,患者没有受到严重的伤害。

特异性吸收率(Specific Absorption Rate,SAR)是一个衡量人体组织对射频能量吸收量的指标,鉴于植入DBS后进行MRI的风险,美国FDA批准的指南中规定仅可以在1.5 T设备下使用头线圈进行扫描,并且头部SAR值应小于0.1 W/kg[20]。植入DBS导致可安全应用的SAR值大大降低,不仅使MRI的成像参数受极大限制,其安全性也影响了MRI的临床开展。Tagliati等[21]对美国国家帕金森基金会下的卓越中心(Center of Excellence,COE)进行了问卷调查,结果显示40家COE中仅有23家(58%)会使用MRI对植入DBS的患者进行脑部检查,其他的COE之所以不进行MRI检查,多数是出于安全性的考虑或是由于行业指南的警告。而由于风险显著提高,在植入DBS的患者进行3.0 T的高场MRI仍被普遍视为禁忌,随着当前3.0 T的MRI设备以其更强的成像能力在临床中逐渐普及,会为植入DBS的患者将带来更大的限制。

4 DBS电极导致MRI图像伪影

现有DBS电极的导线和刺激触点均采用铂铱合金材料,在MRI环境中会由于磁化等原因对其周围的磁场产生很大的干扰,从而导致磁共振信号失真而在MRI图像中产生严重的伪影。根据Pollo等[22]的测量结果,电极的铂铱合金刺激触点在1.5 T的MRI图像中轴向上扩大了2倍,极大地影响了对植入患者脑部图像的判读。目前在临床中多采用低场MRI进行术后电极植入位置的确认,由于DBS的疗效同电极的植入位置密切相关,因此对电极植入位置的准确判断对术后刺激参数的选择、刺激效果以及副作用的诊断分析都具有重要的指导意义,对深入理解DBS的作用机制也具有积极的意义[23]。但是现有的铂铱合金刺激触点所产生的伪影严重影响了局部图像质量,导致难以准确判断刺激触点植入的位置,妨碍了对电极的术后检查[24]。在应用f MRI研究DBS刺激后的脑功能变化时,铂铱合金刺激触点的伪影也极大地影响了局部核团的血流信号,给研究带来了障碍[25]。

MRI图像的获取依赖于对生物组织中水的氢核激发后的磁共振信号检测,因此质子所处的磁场环境极为关键,金属植入物的存在扰乱了周围磁场的分布从而导致信号畸变引起图像伪影。引起磁场扰动的因素有多种,其中植入材料同生物组织的磁化系数差异是其在MRI的图像中产生伪影的主要原因之一,材料的磁化系数和组织越接近,这一伪影的程度越小[23]。近年来研究表明MRI中的射频磁场以及梯度磁场在开关过程中也会导致伪影的产生,这是因为时变磁场会在金属植入物中感生涡流,引起局部磁场的畸变[26,27]。

5 讨论

提高MRI相容性是DBS最受关注的发展方向之一,抑制电极触点处的射频发热是其中最关键的问题,而目前尚没有妥善解决这一问题的方法[13]。在当前情况下,为保障患者安全,临床上推荐使用保守的参数,即患者仅可以在1.5 T设备下使用头线圈进行扫描,头部SAR值应小于0.1 W/kg,而且应提前关闭DBS装置的刺激输出。

对DBS装置制造商而言,应在建模、设计、风险评估等方面充分考虑到MRI相容性的问题,通过体外试验获得定量的数据,进而在动物试验和临床试验中验证MRI安全性[28]。