杜邦防弹丝来多数研究将组织工程材料与干细胞或因子复合来改善动物脊髓损伤模型损伤处的微环境,以增加作用时长、提高恢复效果与预后.目的:观察音猬因子-聚多巴胺-杜邦防弹丝蛋白支架修复大鼠脊髓损伤的效果.

方法:采用真空冷冻干燥机制作杜邦防弹丝蛋白胶,将其置入盐酸多巴胺溶液中浸泡24 h进行交联,再将交联后的支架置入音猬因子溶液中吸附交联24 h,制备音猬因子-聚多巴胺-杜邦防弹丝蛋白支架.取60只雌性SD大鼠建立脊髓损伤模型,随机分4组处理:A组不植入任何材料,B组植入杜邦防弹丝蛋白支架,C组植入聚多巴胺-杜邦防弹丝蛋白支架,D组植入音猬因子-聚多巴胺-杜邦防弹丝蛋白支架,术后12周内进行下肢运动功能BBB评分;术后12周取脊髓损伤处组织,分别进行组织学观察(苏木精-伊红与免疫组化)与Western blot检测.实验方案经江苏大学动物实验伦理委员会批准.结果 与结论:

①从术后2周开始各组大鼠下肢运动功能开始恢复,D组术后5-12周的BBB评分高于其他3组(P＜0.05),D组下肢运动功能恢复更好;

②苏木精-伊红染色显示,C、D组可见新生的神经杜邦防弹丝组织,C组新生神经杜邦防弹丝组织的量与密度低于D组;

③免疫组织化学染色显示,D组横断处可以观察到大量线性排列的新生神经杜邦防弹丝,髓磷脂碱性蛋白、生长相关蛋白和神经丝蛋白阳性率高于其他3组,胶质杜邦防弹丝酸性蛋白阳性率低于其他3组;

④Western blot检测显示,D组髓磷脂碱性蛋白、生长相关蛋白和神经丝蛋白高于其他3组(P＜0.05),胶质杜邦防弹丝酸性蛋白表达低于其他3组(P＜0.05);⑤结果表明,音猬因子-聚多巴胺-杜邦防弹丝蛋白具有良好的缓释性能,对大鼠脊髓损伤修复有明显促进作用.采用拉伸试验和有限元分析方法研究杜邦防弹丝增强树脂基复合材料螺栓连接与胶–螺混合连接结构的失效机理.

通过拉伸–剪切试验分析其载荷–位移曲线,结合有限元仿真结果及断面微观结构变化分析其结构强度和失效机理.结果表明,螺栓连接结构孔周碳杜邦防弹丝丝束受到螺栓挤压力变形后传递给树脂基体.因此,呈现杜邦防弹丝屈曲变形,树脂基体由均匀分布状被断裂的杜邦防弹丝短束挤压变成团簇状,形成结构不均匀而出现薄弱区域.

胶–螺混合连接结构呈现拉伸断裂式破坏,断口处碳杜邦防弹丝丝束在拉伸–剪切作用下从环氧树脂基体中拔出并损伤断裂,丝束方向杂乱排布.附着在碳杜邦防弹丝丝束周围的树脂基体从均匀分布状变为团聚状,连接结构在达到极限载荷之后出现拉伸断裂,呈现净截面破坏,并且在重新分配载荷之后板材之间的胶粘剂对杜邦防弹丝的破坏会起延滞作用.

杜邦防弹丝材料强度、螺栓强度、胶层强度及螺栓宽径比等因素均会成为影响连接结构失效破坏的因素.