生物化学与医学的论文

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生物化学与医学的论文一

任何设备在应用过程中都是会或多或少的出现一些故障问题的，血透机也不会例外，当血透机发生故障时，相关的维修人员一定要进行积极的分析，及时对故障处理。血液血透机本身所选用的用水要求是非常严格的，它需要的是很纯的水平，因为如果在进行血透过程中应用的水含有杂质很容易深入到人的血液中，严重影响人们的身体健康，因此对血液血透机中的水处理系统进行严格的日常维护工作是非常有意义的。

1几种血液血透机常见的故障及处理

1.1高电导率报警故障及处理

第一、故障发生时的表现。血液血透机在使用的过程中，突然出现高电导率报警事故，同时在窗口上还出现一串英文字母，然后机器停止运行。

第二、处理对策。维修人员要对发生的故障进行分析和研究，最终分析得出之所以出现这种原因是机器设备出现了水堵的情况，要想解决这一故障首先要对设备后侧的四个压力测试点的压力进行检测，然后将测试的结果和标准值进行比对，最终确定故障发生的位置。通常来讲负压泵的供电电压，当测试的结果为+12V的时候才能够算正常，如果机器工作时间比较长很有可能是负压泵泵头处的齿轮磨损所造成的，在确定故障点之后就可以更换泵头；如果不是齿轮磨损所致，最有可能发生故障的位置是碳刷损坏，更换碳刷便可以使机器恢复正常工作。

1.2冲洗消毒失败及处理

第一、故障表现及分析。在对机器进行消毒的时候机器发出报警信号，并且显示RinseFailure的字样。综合分析清洗消毒过程中发生的故障可以是由以下几个原因引起的：水位不正引起的水位报警、流量泵以及除气泵工作存在不稳定而引起的报警、水处理系统某个或者是多个电磁阀工作不稳定。

第二、故障处理。对这三种引起故障的原因进行分别检验，首先清洗储水箱内部的浮子开关，然后把机器调到维修模式进行检验，检测浮子开关的状态，排除浮子开关的故障。再对水路中的四个点位的压力进行检测，检测结果依然正常，检测后发现流量有的时候不稳定，怀疑是电磁阀工作不稳定而引起故障，最终确定故障原因，更换新的电磁阀之后，流量不再出现浮动，最终故障排除。

1.3内存错误及处理

第一、故障表现及分析。血透机在进行透析工作完成前的最后半个小时，机器突然发出报警声，此时设备面板上面的指示灯都是亮的，在重新启动机器之后不能够进行自检，故障依然存在，屏幕上面显示RAMERROR的字样。在接通电源之后血透机首先是由cpu1发出信号的，在接通5V电源之后才由cpu2发出反馈信号，接下来才能够接通24V的电压，这个时候血透机的水处理系统才开始正常运行，但是机器仍然显示内存错误，则问题最可能出在cpu1上。

第二、处理对策。通过分析，在知道cpu1发生故障的概率最大时，首先就是要对它进行检查，可以把这一机器上面的cpu1面板更换到正常的机器上，如果机器能够正常运行则不是它的故障。然后再将机器上的cpu2、输出输入面板等部件逐一更换到其他设备上就可以确定发生故障的位置。确定出故障的面板之后，更换出现故障的面板就可以排除故障。

2血液血透机水处理系统的日常维护

2.1水处理系统的组成及工作原理

血液血透机的水处理系统一般来讲主要包括压水泵、砂滤器、活性炭过滤器、树脂类型的过滤器、输水管道等。血液血透机的水处理系统在进行工作的时候，确切的说是系统中的水在没有遇到反渗机的时候，一般来说系统内部的水压是会存在相应的下降的。为了能够实现低压水向高压处水的循环流动，如果仅仅依靠水处理系统是无法实现的，这个时候就需要安装一定的加压装置，保证内部的进水压力，便可以实现水处理系统的正常运行。水处理系统中自身的潜艇过滤器以及砂滤器两者的共同作用就是阻挡水系统中比较大颗粒的杂志进入到系统内部，起到保护下游活性炭过滤器、二级过滤器以及反渗机等设备的作用。通常城市用水中会含有一定的氯元素，我们知道氯是具有一定毒性的，同时血液血液机中的反渗膜是不能够清除氯元素的，相反它还会受到氯元素的侵害，所以水处理系统的水在进入反渗膜之前一定要把里面的氯元素处理干净。水处理系统中的树脂软化器它所具有的作用就是负责清除水中含有的高浓度的镁离子、钙离子，从而起到遏制反渗膜上出现碳酸类化合物的目的，树脂软化器之所以能够起到这样的作用，主要是由于软化器表面会存在较高强度的钠树脂，能够起到吸附水中镁钙等离子的作用。二级过滤器也可以称之为微粒过滤器，它所起到的作用就是对水中所含有的一些不必要的颗粒进行清楚，保护下游方向反渗机正常工作的作用。原水本来就没有软化水干净的安全，所以对原水进行一系列必要的处理就显得尤为重要。因为处理过的水是会直接通过血透机到达人体的各处。

2.2水处理系统的日常维护方法

第一、水处理系统的日常运行维护。水处理系统中的水处理间应该确保保持干燥，不要让处理间潮湿，同时还要确保处理系统能够正常的供水和供电，以便来确保设备的正常运行。设备的维护人员要能够做到对设备的运行情况进行每日的记录，记录的内容一定要全面，其中一定要包含的内容有工作电压、水质情况、水的电导率以及设备各点的工作电压等。除了对设备的运行进行监督和记录之外还需要对盐桶内的盐量进行准确的把控，当发现盐量不足的时候一定要做到第一时间补足盐量。还需要做到的就是一定要按照生产厂家的要求，严格把控过滤器的精度，并且要按照相关的具体要求进行零部件的更换，具体的更换频率除了按照生产厂家的要求之外，还需要综合考虑当地的水质情况。

第二、对透析用水的水质进行严格监控。维护人员要保证做到每一个月都要做一次细菌培养，采样的部位要明确好，应该是反渗水管道的末端，从相同部位去样的检测还有内霉素的检测。由于水中有可能还会存在游离的氯离子，所以还需要每隔七天进行一次检测。在对反渗水化学污染物的污染情况进行检验的时候一定要对具有国家认证的具有检验自理的检测单位进行。

第三、水处理系统做好日常消毒。透析用水一般来讲最常见的污染物通常就是化学类的污染物以及生物性质的污染物，当然在进行水消毒的时候，化学污染物清理还算简单，但是清除生物污染物就会显得比较棘手。所以要想保证水处理系统不会存在生物污染可以定期对它进行消毒，从根源上杜绝发生生物污染的可能性。夏天是各类细菌繁殖最为旺盛的季节，对水处理系统进行效率相应的可以频繁一些，目前采用的消毒法最为普遍的还是化学消毒法，所采用的化学消毒药剂要根据具体的情况进行变更，比如说在遇到污染物浓度高的地方要相应的增加消毒剂的浓度。

3结束语

综上所述，文章主要就费森尤斯型血透机多发故障进行分析和研究，并且提出了相应的解决措施，血液血透机在工作过程中比较容易出现的故障分别为高电导率报警、跨膜压不稳定、正压报警以及冲洗消毒失败和内存错误等故障。水处理系统作为血液血透机中非常重要的系统部件，它的正常运行与否在很大程度上会影响设备的使用情况，所以一定要做好对它的日常维护工作，确保内部水的纯净度。

生物化学与医学的论文二

20世纪60年代，自从来自瑞典的生理学家Brǎnemark教授发现钛金属与兔子胚骨的牢固结合以来，钛金属就因其良好的力学性能、生物相容性及耐腐蚀性能等优点，被广泛用于骨科及口腔外科[1].但是，钛金属本身是一种生物惰性材料，需要对其进行表面改性，使其变成活性表面才能进一步促进钛金属作为种植体的应用前景。目前，对钛金属种植体的表面改性主要有两种思路：表面物理形貌改性和生物化学组成改性。物理形貌改性即改变其表面形貌、微观结构、粗糙度等物理性质。生物化学组成改性，即改变钛金属体的表面成分，比如在钛种植体表面引入一些微量元素、生物活性涂层（羟基磷灰石、氧化钛等）和胶原蛋白等生物活性因子，提高种植体表面的生物活性[2-3].研究表明，骨组织中的无机成分主要是羟基磷灰石，因此具有良好的生物相容性[4-8].而胶原蛋白则是一种结晶纤维蛋白，是骨组织中最主要的有机成分。因此，将羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA）、胶原蛋白直接制备于钛种植体表面形成复合涂层，是提高钛种植体临床成功率的重要手段。

本研究采用电化学沉积法[9-10]在钛基板表面制备仿细胞外基质涂层HA/胶原蛋白复合涂层，研究矿化胶原涂层作为生物涂层材料的可行性。

1材料与方法

1.1实验材料

选用2.0cm×1.0cm×0.1cm的纯钛片30片（温州钛京生物科技有限公司，中国）,用金相砂纸从1500目到4000目将其表面磨平，再用无水乙醇和去离子水超声条件下清洗干净，去除其表面的油污。分为实验组（矿化胶原涂层）、对照组（纯钛片）两组备用。

1.2电化学沉积法制备矿化胶原涂层

1.2.1电解液的配置将Ⅰ型胶原牛跟腱（河北考力森生物科技有限公司）酶解在0.005mol/L的醋酸溶液（国药集团化学试剂有限公司）中，得到0.5mg/mL的胶原溶液；体积比以1∶1∶8配置80mmol/LCa（NO3）2、160mmol/LNH4H2PO4和胶原溶液电解液。1.2.2电化学沉积过程利用Chi604c电化学工作站（上海辰华仪器有限公司）作为沉积设备，实验组采用双电极电解沉积法，以钛基板作工作电极，纯铂片作为阳极，两电极间距固定值为2cm.整个电沉积过程中沉积温度利用恒温水浴37℃反应容器进行控制。电压设定为2.6V,沉积时间为30min.

采用控制电位电解库仑法进行电化学沉积，得到矿化胶原涂层。沉积结束后，可以观察到矿化胶原涂层会逐渐附着在钛金属基板的表面上呈现凝胶形式，先用去离子水轻轻地冲洗涂层，洗去粘附其上的钙离子等溶液中的离子，再将附有矿化胶原涂层的钛金属基板在空气中水平地放置，使其自然干燥，最终制备获得具有矿化胶原涂层表面附着的钛金属基板。

1.3生物学性能评价

1.3.1矿化胶原涂层在模拟体液（simulatedbodyfluid,SBF）泡在含有7mL模拟体液的聚乙烯塑料离心管中。

然后将试管置于37℃的恒温箱中，分别震荡浸泡3、7d,取出并用去离子水冲洗，自然风干，其中隔天更换一次SBF溶液至7mL.样品置于37℃的恒温箱中保存，用于扫描电镜（SEM）（日立公司，日本）观察其表面矿化行为。

1.3.2MTS法检测细胞粘附及增殖用来做检测的细胞采用从ATCC公司购买的MC3T3-e1细胞，在37℃、5%CO2浓度条件下，使用含10%胎牛血清和1%抗生素（青霉素和链霉素）的DMEM培养基中于细胞培养箱中培养，每隔一天更换一次培养液，待细胞长满培养瓶时，进行细胞传代待用。采用MTS法（Promega,Madison,WI,G358B）测定活性细胞数量，实验将MC3T3-e1培养于矿化胶原组及空白钛基板表面，24、72h后分析细胞粘附、增殖情况。具体步骤如下：细胞以2.5×104个/cm2植入24孔板，在每个孔中加入0.5mL培养液。对于培养24h的样品，先将培养液吸除，再用PBS将样品清洗两遍，然后加入0.5mL新的培养基和50μLMTS液，将培养板转移放置在37℃的培养箱中培养4h;吸取120μL的培养液至96孔板中，在Model680酶标仪（Bio-Rad,美国）上测定吸光密度值（OD值）（490nm波长处）.对于培养72h的试样，则直接在原培养液中加50μLMTS液，将培养板转移放置在37℃的培养箱培养4h,然后吸取120μL至96孔板测定其OD值。

1.3.3Western-Blotting法检测细胞分化在放置1cm×1cm大小纯Ti组、矿化胶原涂层组的24孔板中以密度为2.5×104个/cm2植入成骨前体细胞（MC3T3-e1）,每组试样均为3块。分别培养1周、2周后，提取蛋白并变性，采用SDS-聚丙烯酸胺凝胶法跑电泳及转膜，将偏二氟乙烯（polyvinylidene-fluoride,PVDF）膜置于5%的脱脂奶粉中室温封闭2h,一抗（分别为甘油醛-3-脱氢酶GAPDH、碱性磷酸酶ALP、胶原蛋白COL-1）4℃过夜作用，TBST摇床洗涤4~5次，加入适量二抗室温孵育1h并洗涤数次，显色液显色作用后，于曝光仪（Bio-Rad,美国）内密闭曝光并分析数据。

2结果

2.1矿化胶原涂层在SBF中的行为

图1显示，通过在SBF中生物活性材料表面的矿化过程观察可以初步预计其在实际植入体内过程中形成羟基磷灰石骨性结合的能力。图1显示，SBF溶液中浸泡3d后，胶原涂层原本致密的结构出现了矿化胶原束，涂层形貌上出现了一些微孔，这是由于有一部分涂层溶解导致；而经过7d的模拟体液浸泡之后，可以看到矿化胶原涂层发生了较为明显的矿化。

2.2矿化胶原涂层对细胞粘附、增殖的影响

细胞培养1d并用PBS去除未贴壁细胞后显示：实验组OD值大于纯Ti组，两者有显着性差异，这证明了矿化胶原涂层能促进植入初期细胞的附着；对72h细胞增殖培养后比较表明：矿化胶原组OD值大于纯Ti组，两者有显着性差异，说明了矿化胶原涂层能促进细胞的增殖（图2）.

2.3矿化胶原涂层对细胞分化的影响

本实验通过Western-Blotting法比较1周及2周各矿化胶原涂层表面的成骨前体细胞的ALP及COL-1表达。其中培养1周后结果显示：矿化胶原涂层ALP、COL-1表达程度均高于纯Ti涂层组，且结果具有显着性差异，表明矿化胶原涂层能加速成骨前体细胞的分化进程；对2周后细胞分化相关因子检测表明：矿化胶原涂层及纯Ti组ALP表达水平基本无差异，而涂层组COL-1表达水平均显着高于纯Ti组，但却略低于一周组，涂层组已进入分化晚期，明显优于纯Ti组（图3）.

3讨论

随着临床应用的日益广泛，如何通过对钛金属表面进行合适的改性，有利于细胞组织，尤其是成骨样细胞在其表面的附着生长，从而促进骨整合，是当前提高钛种植体临床应用效率的研究热点。因为羟基磷灰石的结构成分与天然骨组织十分类似，被包埋在含有钙盐的基质中，使骨组织表现出良好的韧性，所以将其植入体内后会与周围的生物环境发生融合作用，且其表面会重新沉积一层类骨磷灰石。

新生骨既可以在羟基磷灰石表面生长，也可以在周围骨组织表面生长，形成双向生长。这种双向生长可以促进植入体与骨组织间形成直接的化学键合，有利于植入体的骨结合。Wang等[12]研究表明TiO2生物活性层能有效促进HA/胶原复合涂层的制备。

同时，在钛种植体表面制备HA/胶原复合涂层，可以显着提高其生物活性，赋予其丰富的生物信号，增强其诱导和促进骨组织生长的功能。

研究表明，在体内环境中由于成骨细胞自身就能够分泌胶原蛋白，并与其他细胞协同作用，使胶原蛋白自组装形成有序的骨组织雏形。随后，羟基磷灰石等无机盐沉积上去，也就是我们所说的矿化过程，最终形成新的骨组织。由于骨组织的细胞外基质主要由胶原蛋白等有机成分和羟基磷灰石等无机成分构成，在钛种植体表面构建出羟基磷灰石/胶原蛋白（矿化）复合涂层，肯定能促进骨细胞的吸附、生长以及增殖，而且还可以增加其承载生物活性因子和药物的能力[13-16].如果在钛金属植入体表面直接引入羟基磷灰石矿化的胶原蛋白，就可以显着促进成骨细胞的生物活性表达，从而大大的提高其骨结合的效率与效果。

本文以能够促进骨修复及种植体骨整合为最终目的，从医用钛金属、生物活性高分子胶原蛋白、生物活性陶瓷羟基磷灰石出发，采用电化学沉积的方法在具有多孔氧化层的钛基板上沉积了胶原与羟基磷灰石的准三维矿化胶原涂层，制备了一种同时具备三类生物材料优势的生物活性涂层。这种多孔的矿化胶原涂层不仅在成分上有利于成骨细胞的生物活性表达，而且给细胞之间提供了相互连接的空间。

这对细胞之间相互协同作用的通道表达非常重要，也是该矿化胶原涂层表现出相对于纯钛金属显着更好的生物活性的一个重要原因。通过体外模拟环境验证基于该矿化胶原涂层的钛种植体将大大加速植入体表面矿化进程；体外细胞实验也证实了矿化胶原涂层能显着提高钛植入体的生物活性，成骨前体细胞粘附效率得到了有效的提高并促进了细胞增殖；同时，通过比较不同矿化涂层及纯Ti对于成骨前体细胞分化的促进作用，表明矿化的胶原涂层可加速细胞分化进程。在模拟液SBF中，矿化胶原涂层能稳定存在并发生进一步矿化，此矿化层同羟基磷灰石晶相类似，故将促进种植体表面骨整合水平，改善植入体生物活性。体外细胞实验表明矿化胶原涂层能加速成骨前体细胞的附着并促进其增殖；同时，矿化胶原涂均能显着加速成骨前体细胞的分化，其更快地表达成骨分化初期细胞因子ALP及晚期指标COL-1蛋白。故推测涂层组富含胶原类蛋白，可被细胞外基质所识别，加速细胞的粘附及增殖，对于涂层组更快地进入细胞初期分化进程，原因可能在于其更快地达到了细胞间相互接触的状态。

综上所述，矿化胶原涂层所具有的独特空间准三维结构提供了有利于细胞的初期吸附表面粗糙度，而且其相互连通的孔洞结构也有利细胞之间发挥协同的作用，有利于细胞的增殖和后续功能的表达。进一步来说，其兼具无机磷酸钙和有机胶原的活性基团，对后期诱导成骨细胞分化乃至矿化至关重要。笔者认为，矿化胶原涂层在大大提高植入体材料表面生物活性的同时，若能进一步发挥一个平台载体的作用，装载如抗菌药物或基因、生长因子等特定的药物，将会有利于其应用的更加广泛。

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