颗粒模型范文（精选8篇）
颗粒模型 第1篇
1 好氧颗粒污泥经验模型
经验模型通常不考虑过程的机理, 而是采用经验公式来模拟, 故其模型较简单, 参数较少。Logistic曲线是一种常见的S形函数, 最初被用于模拟人口的增长。Su和Yu[1]采用改进的Logistic模型 (式1) 来模拟颗粒化过程中污泥平均粒径D (t) 随运行时间t的变化情况, 模型涉及停滞时间t0、粒径比生长速率k以及最大平均粒径Dmax3个参数, 并与实验结果吻合较好。同期, Yang等[2]采用线性唯象方程 (linear phenomenological equation, LPE) 同样对污泥粒子的粒径变化曲线进行模拟, 其模型参数与上述类似, 也取得了较好的模拟效果。
2 好氧颗粒污泥反应器模型
尽管经验模型结构简单、参数少, 但由于未能将颗粒污泥内部复杂的反应考虑在内, 而难以应用于其他人的研究, 更不能对反应器运行优化进行指导。因此, 国内外研究者基于基质扩散、生物反应等过程并结合反应器宏观模型建立了好氧颗粒污泥反应器的机理模型。
2.1 模型的离散化
由于机理模型将多个过程的定量描述考虑在内, 难以求得解析解, 故须将模型离散化之后求其数值解。由于好氧颗粒污泥大多基于序批式反应器 (SBR) , 可将SBR的运行过程离散化为多个时间单元。反应器内颗粒的粒径均不相同, 故将其进行分级, 成为多个粒径单元。而颗粒内部的各基质浓度均不相同, 故将颗粒分为多层分别进行计算[1]。
2.2 传质扩散模型
基质在进入颗粒内部与微生物进行反应之前, 需要经过气液、液固和固体内部扩散3个步骤, 其中液固过程相对于其他两步过程很快, 可以忽略不计。气—液传质速率与气体和液体表面的氧的浓度差成正比, 其比例系数即为氧的气—液传质系数k La。根据扩散-反应模型, 对于第m粒径分级的颗粒, 其内部一厚度为dx的薄层内第i组分的物料平衡方程式可表示为:
式中, S和k分别为基质的浓度和反应速率, r为研究薄层至颗粒中心的距离。
2.3 生化反应模型
研究结果显示, 好氧颗粒污泥内部的生化反应与絮体污泥没有实质性差别, 故其生化反应也采用国际水协的活性污泥数学模型 (ASM) 进行模拟。Su和Yu[1]采用ASM1模拟了自养菌生长、异养菌好氧、缺氧生长等过程, 模型计算采用自编的MATLAB程序。Beun等[3]则是采用ASM3研究运行条件对脱氮效果的影响, 模型使用AQUASIM软件进行运算。Ni等[4]对自养菌和异养菌在颗粒内部的竞争生长和其活性进行深入的模型研究。De Kreuk等[5]模拟了颗粒污泥同时实现COD、氮和磷的去除过程, 并研究了温度、氧浓度、粒径、污泥负荷率、运行周期对去除效果的影响。Kagawa等[6]将反应器规模和颗粒规模模型进行耦合, 可较好地模拟SBR反应器中厌氧—好氧—缺氧运行模式下机制去除情况。
2.4 微生物存储模型
相比于ASM1, ASM3中增加微生物存储过程的模拟, 但仍不能较好地模拟好氧颗粒污泥的生物存储过程。Ni和Yu[7]采用附、扩散过程, 建立处理豆制品废水的好氧颗粒污泥内部微生物同步生长和储存的数学模型, 在该模型中, 微生物可利用易降解有机物同时进行生长和储存, 当有机物浓度小于半饱和浓度时, 微生物则利用存储物生长。为深入研究好氧颗粒污泥内部的微生物存储过程, 又建立好氧颗粒污泥内部反硝化细菌在缺氧条件下进行存储的过程模型[8]。
3 污泥颗粒化过程模型
絮体活性污泥颗粒化过程是一个复杂的物理、化学和生物过程, 影响这一过程的因素也非常多, 如反应器进水、沉淀的选择、水流剪切力等, 因此, 国内外学者对其机理尚难有一个公认的解释。研究者正尝试对这一复杂过程进行定量模拟, 以实现指导颗粒污泥反应器快速启动和稳定高速运行的目的。
3.1 污泥粒径生长模型
在污泥颗粒化过程模型中, 除生化反应过程和反应器宏观模型外, 如何实现污泥粒径的生长模拟至关重要。AQUASIM软件可用于絮体污泥和生物膜的模拟, 由于好氧颗粒污泥是一种特殊的生物膜, 故可使用该软件中生物膜厚度的增加过程来模拟颗粒粒径的生长[3,9]。为更好地与改进的生化反应模型兼容, Su和Yu[10]则采用分层生长、逐层外推的方法实现颗粒粒径的生长, 且可以实现生长、排出、剪切解吸附的平衡, 从而达到颗粒粒径的最终稳定。另外, 元胞自动机 (cellular automata, CA) 和基于个体的模型 (individual based model, i BM) 也用于实现颗粒粒径生长的模拟中, 由于这些模型迭代次数较多, 因此计算需要的时间较长[11,12]。
3.2 沉降选择过程模型
试验结果表明, 沉降选择过程在好氧颗粒污泥形成过程中起了关键作用。Liu等[13]提出污泥粒子的最小沉降速度计算公式, 沉速低于该值的污泥将随排水排出反应器, 从而实现沉降排水过程的选择作用, 计算得到最小沉速。研究表明, 沉速越大, 则选择压就越大, 颗粒化过程就更快。另一更机理化的沉淀选择模型是以二沉池模型为基础, 将整个混合液高度分层, 并计算各层之间的通量值, 根据物料平衡守则, 列出方程组并求解, 最终得到保留和排出反应器的污泥量及其粒径分布情况[10]。
3.3 过程优化模型
建立数学模型的目的主要是指导反应器的设计、运行和优化控制。利用建立的颗粒污泥生长数学模型, 以沉降速度和基质去除速率最优为目标, 确定出密度大于90 g/L, 半径为0.4~0.8 mm的颗粒为最优。而相对应的培养条件是有机负荷率为0.8~8.0 kg COD/ (m3·d) , 表面气速在2.0 cm/s左右, 排水比为0.5~0.8, 沉降时间为2~5 min[14]。为了实现高效脱氮, Isanta等[15]建立了数学模型并进行脱氮过程优化, 结果表明, 当溶解氧浓度使氨氮有少量积累时, 脱氮效果最好, 故在任何的颗粒粒径、进水碳氮比、氮负荷下, 均将溶解氧浓度控制在设定值, 通过这一控制策略达到高效脱氮的目的。
4 结论与展望
颗粒模型 第2篇
考虑壁面粗糙度的双流体颗粒-壁面碰撞模型
提出了考虑壁面粗糙度的双流体颗粒-壁面碰撞模型,将轨道模型中颗粒碰壁模型考虑壁面粗糙度和双流体模型中用概率密度函数积分法处理颗粒与光滑壁面碰撞模型的优点结合起来,引入壁面粗糙度对碰壁颗粒湍流影响的机理.数值模拟结果表明,由于考虑了各方向雷诺应力之间的相互转化,雷诺应力从平均运动中得到能量,以及壁面对运动的衰减作用等因素,包括摩擦系数、恢复系数、壁面粗糙度等物理参数的颗粒-壁面碰撞模型作为边界条件时,得到的`结果与实验符合得更好.
作 者：张夏 周力行 作者单位：清华大学工程力学系,煤的清洁燃烧国家重点实验室,北京,100084 刊 名：燃烧科学与技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF COMBUSTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： 8(2) 分类号：O35 关键词：气固两相流动 颗粒-壁面作用 二阶矩模型 两相湍流模型 数值模拟颗粒模型 第3篇
关键词：水质等级样本；优化估计；水体的水质等级
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2016）09-008-01
一、问题提出
众所周知，水是万物赖以生存的基础。尤其对人类，饮用水的卫生和安全，直接关系到人们的身体健康状况，随着工农业生产的迅猛发展，对天然水质造成的污染日趋严重。因此水中污染物净化问题越来越受到人们的重视。为了有针对性的处理天然水体和饮用水中低浓度、高毒性、难降解污染物 （如多溴联苯醚、全氟辛酸（磺酸）、消毒副产物、内分泌干扰物、PPCPs（抗生素）等），我们建立了水质评价数学模型进行分析研究和模拟。从而对天然水体和应用水体中的物质进行检验，能够考察一些突发性环境污染事故的影响，有效预测几种污染物在各个环境介质中的动态变化和受污染环境的恢复情况。为决策部门提供相应的科学依据。
二、水质评价数学模型建立
建立水质评价数学模型的步骤可归纳为如下3步（以Shepard插值法为例）：
1、根据水质评价标准表随机生成水质等级样本系列x（ i， j） 及y（ i） ， i = 1， 2，…， n， j = 1， 2，…， m，
设根据水质评价标准表产生某次水样的标准水质等级及其水质指标分别为y（ i） 及{x*（ i， j ） |i = 1， 2， ， n， j = 1， 2， ， m}。 其中， n， m分别为样本容量和水质指标数目。污染越严重， 水质等级就越高， 最低水质等级设为1， 最高水质等级设为N。 为消除各水质指标的量纲效应， 使建模具有一般性， 对水质指标进行标准化处理。
三、模型评价
研究结果表明： 用SP模型进行水质评价属于非函数模式类的评价方法， 其评价过程直接由样本系列驱动， 方法直观、简便， SP模型的评价结果是实数值， 精度高。但该评价方法如何合理构造评价指标集与评价等级之间函数关系有一定困难；该方法可在具有评价标准表或具有评价样本时采用。
参考文献：
[1] 金菊良.杨晓华.金保明.水环境质量综合评价的新模型[J]，中国环境监测.2000.16（4）：42-47
[2] 党连文.松花江干流水质模型的系统原理[J]，中国水利，2009.（5）：39-40
颗粒模型 第4篇
1 Orowan强化模型
Orowan强化模型是复合材料基体中的位错弯曲并绕过粒子运动而产生的弥散强化机制, 较强的弥散粒子对位错产生钉扎作用。其基本表达式为:
式中:E为位错的线张力, L为颗粒间距, b为柏氏矢量。
Orowan强化模型简洁、实用, 有效解决了硬质颗粒对基体材料的弥散强化作用。当存在硬质第二相时, 该模型能够方便地计算出硬质第二相颗粒对材料强度的影响, 从位错的角度将微观结构与细观应力联系起来。但是, Orowan强化模型没有考虑颗粒尺寸对颗粒间距的影响以及位错的相互作用, 其计算结果与实际值存在一定误差。
为了使Orowan强化模型的计算更准确, 对Orowan强化机制进行了3种修正:
(1) 对颗粒间距L进行了修正, 将其转变为有效颗粒间距L/0.83, 然后引入颗粒尺寸R对颗粒间距的影响, 则颗粒间距表达式替换为 (L/0.83-2R) 。
(2) 对位错的线张力E进行了更精确的修正[2]。假设位错在绕过颗粒时形成椭圆形回线, 那么E可以取一个平均值, 对于各向同性的弹性材料可得:
式中:r0为位错芯半径, μ为剪切模量, ν为泊松比。
(3) 根据Ashby的观点[2], 考虑位错绕过颗粒后的2条位错线的相互作用, 用公式表示即用ln (2R/r0) 代替ln (λ/r0) 。
经过上面3种修正以后, 得到修正的Orowan强化模型表达式:
经过修正后的Orowan强化模型在研究铝合金以及复合材料基体热处理后的弥散强化方面得到了很好的应用, 然而由于其强化本质是位错与第二相的相互作用, 决定了第二相尺寸必须在纳米级时才能体现出明显的强化效果。PRMMC中增强颗粒尺寸一般在微米级, 没有明显的Orowan强化作用, 然而, 通过位错的作用将微观组织与宏观性能相互联系的思想对于PRMMC强化理论的研究具有重要的意义。
2 Eshelby等效夹杂模型
等效夹杂模型是Eshelby[3]在1957年提出的, 其观点是将本征应变引入均匀材料来模拟不同组分的影响, 其假设增强颗粒为椭球形并且内部应力处处相等, 其变化过程如图1[4]所示。
在颗粒形状已知的情况下, 其应力的计算公式为:
式中:S为Eshelby张量。Eshelby等效夹杂理论成功解决了复合材料中两种不同刚度的组分由于错配应变而产生应力的问题, 为颗粒增强金属基复合材料的研究奠定了基础。
Eshelby等效夹杂理论同样也存在缺陷:首先, 在Eshelby等效夹杂理论中, 最重要的是Eshelby张量S的计算, 由于解析法计算的限制, 模型中颗粒形状被限制为椭圆形;其次, 模型为单颗粒模型, 无法模拟计算增强颗粒间的相互作用, 即不适用于高组分金属基复合材料;最后, 由于其是基于胡克定律建立的模型, 即为弹性理论模型, 在解决复合材料塑性变形问题时存在局限性。为了解决Eshelby等效夹杂模型的种种限制, 国内外学者对其进行了多种修正。
(1) J.Thomsen和R.Pyrz在本征应变和Eshelby等效夹杂理论基础上建立了一个三维应力解析模型, 考虑了多种颗粒增强的复合材料内部颗粒间的相互作用因素。在考虑颗粒自身引起的应变以及周围其他颗粒引起的应变之和的情况下, 计算了颗粒引入的总应变表达式并推导出基体的应力场表达式为[5]:
由应力关系计算得出了应力与颗粒分布之间的关系, 得出随颗粒间最小距离的减小, 复合材料中的最大应力迅速增加[5]。此方法初步解决了颗粒相互作用以及本征应变不均匀的问题。
(2) 为了解决Eshelby等效夹杂理论只适用于椭球形颗粒的局限性, Toshiyuki Koyama和Hidehiro Onodera对Eshelby张量进行了修正, 传统的张量表达式[6]为:
Eshelby张量只适用于椭球形的原因是解析法计算形状方程s^ (k) 以及推导过程中傅里叶变换的限制。为了解决这个问题, 其利用相场微观弹性理论, 用相场有序参数s (r, t) 代替形状参数s^ (k) , 在t=t0时将其代入, 用数值法计算出各种颗粒形状的Eshelby张量, 并利用修正后的张量以及扩展割线法计算应力-应变曲线, 计算结果与实验值相差不大。Mojia Huang等利用傅里叶级数来表征增强颗粒的形状特征, 对二维各向同性弹性材料中的非椭球形颗粒张量进行了研究, 并得到Eshelby张量的详细表达式[7]:
式中:S0ijkl为传统的椭球形颗粒的Eshelby张量, ν为泊松比, dij和Dijkl分别为二阶和四阶的非对称张量, 其能够表征非椭球形二维颗粒的特征。由式 (7) 得出了二维非椭球形颗粒的Eshelby张量的表达式, 并对几种特殊形状的复合材料性能进行了模拟计算。虽然其对Eshelby张量的计算值与实验值符合很好, 但是只适用于二维模型。
(3) 在总结前人研究成果的基础上, X.L.Gao等[8]利用简化的应变梯度弹性理论推导了格林方程和Eshelby张量, 并且考虑了颗粒尺寸因素, 在新的Eshelby张量的帮助下得到了球形夹杂的张量详细表达式[8], 指出Eshelby张量可以分解为两部分 (传统的张量部分以及梯度张量部分) , 而颗粒尺寸参数L只出现在梯度张量部分中, 说明由应变梯度能够有效地引入尺寸因素。由此将颗粒的尺寸因素的影响考虑在内, 使得计算值更接近实际情况。
综上所述, 等效夹杂理论适于解决低组分复合材料弹性变形问题, 但是由于其本身的局限性, 在解决颗粒形状不规则以及高组分材料的塑性变形问题时需要进行过多的修正, 目前对Eshelby张量的修正只是针对其单一的制约因素, 并没有对其主要的制约因素进行综合修正, 因此, 此理论成为复合材料理论模型中非常重要的基础理论, 却没有成功解决复合材料的强度、韧性问题, 尤其是难以解决复合材料发生塑性变形后的应力、应变问题。
3 Mori-tanaka平均场理论模型
Eshelby等效夹杂理论是复合材料研究过程中的基础理论, Mori和Tanaka[9]在等效夹杂理论的基础上, 于1973年提出了平均应力场理论, 丰富了复合材料的研究方法。其核心观点是以背应力来表示夹杂间的相互作用, 在分析基体与增强体相互作用时, 认为增强颗粒在无限大、不含有其他不均匀因素的基体中, 其边界受到的远场应力为基体的平均应力。
假设在金属基复合材料中, 其两端受到均匀应力作用, 在增强颗粒的影响下, 基体中应力σm与复合材料中的平均应力并不相等, 假设其差值为Δσ, 由平均应力场理论可以计算出基体中应力表达式[9]为:
颗粒中应力表达式[9]为:
Mori-tanaka平均应力场模型为多颗粒模型, 引入了周围颗粒对应力-应变关系的影响, 很好地解决了多颗粒相互作用对复合材料强度的影响, 弥补了Eshelby等效夹杂模型只适用于单颗粒模型的局限性。因此, 平均应力场模型通常与Eshelby等效夹杂模型同时应用来解决复合材料的强韧化问题。东北大学的徐娜[4]在Eshelby等效夹杂理论和Moritanaka平均应力场理论的基础上, 通过引入割线模量和切线模量解决了PRMMC的塑性变形问题, 并模拟计算了金属基复合材料的应力-应变曲线, 与实验值符合较好。
Mori-tanaka平均应力场模型也存在一定的缺陷, 由于其是在Eshelby等效夹杂理论的基础上建立的, 因此其没有考虑颗粒形状、长径比等因素的影响, 并且基体必须是各向同性材料。在解决复合材料塑性变形问题时, 无论是Eshelby等效夹杂理论还是Mori-tanaka平均应力场理论都无法有效应用, 需要借助辅助手段将塑性变形等效到弹性变形中进行模拟计算, 这也是影响弹性理论模型应用的障碍之一。
4 应变梯度塑性理论模型
应变梯度塑性理论是在考虑“几何必须位错”的基础上发展而来的, 克服了传统塑性理论没有考虑颗粒尺寸对塑性变形影响的局限性。Fleek和Hutehinson[10,11]提出只考虑旋转应变梯度的偶应力理论[10,12] (CS理论) 和既考虑旋转应变梯度又考虑拉伸梯度的应变梯度塑性理论[11] (SG理论) 。Gao等在总结微压痕实验结果的基础上, 结合SG理论提出了基于细观机制的应变梯度塑性理论[13] (MSG理论) 。
4.1 传统应变梯度塑性理论 (CMSG)
在偶应力理论 (CS理论) 中, 假设应变能只与单一标量的应变有关, 但实际中存在其他因素影响, 因此该理论存在一定的局限性。MSG理论是在考虑位错对变形的影响下引入的, 其中包括“统计存储位错”与“几何必须位错”, 其理论基础为泰勒位错模型[14]。F.Zhang等在泰勒位错模型基础上经过推导得到传统的应变梯度塑性理论 (CMSG) 的应力应变表达式[15]:
式中:K为体积弹性模量。
CMSG理论有效地引入了颗粒尺寸对复合材料强度、韧性的影响, 解决了不同尺寸增强颗粒对金属基复合材料强化效果不同的问题, 其次, 该理论是在由塑性变形引起的“几何必须位错”基础上建立的, 能够很好地解决复合材料塑性变形的问题并将复合材料中基体的加工硬化作用考虑在内。CMSG理论没有高阶应力项以及附加的特殊边界条件, 其平衡方程与边界条件与传统连续塑性理论相同, 因此可以在传统塑性理论有限元模型中进行分析, 大大方便了有限元的模拟计算。
CMSG理论缺乏高阶应力项和边界条件同时也造成了局限性, 其在较窄的边界部分计算误差较大, 不能准确分析计算复合材料中界面处的应力-应变问题。在用CMSG理论进行模拟计算流变应力时发现, 当应变较小时, 应力计算值比实际值要低;而当应变增加到一定程度时, 应力计算值要高于实际测量值。分析其原因为:在小应变的情况下, CMSG理论没有考虑淬火强化的影响;而在大应变的情况下, 复合材料会出现界面脱开以及颗粒开裂现象, 而此理论中并没有考虑界面脱开以及颗粒开裂等因素, 因此计算值偏高。
4.2 高阶应变梯度塑性理论模型
高阶应变梯度塑性理论由于模型中包含高阶的应力项以及附加的边界条件, 与CMSG理论相比, 在计算界面处的应力-应变曲线时更加准确, 两者在界面处的应变梯度对比如图2所示[15]。
高阶MSG理论能够准确模拟复合材料中颗粒内部、基体以及界面处应力应变情况, 同时, 能够很好地模拟计算复合材料的弹性变形和塑性变形过程。在高阶MSG理论中, 由于其假设条件相对较少, 与实际材料结构相似度非常高, 能够更加准确地分析复合材料中微观结构与宏观性能之间的关系。
为了更加直观准确地计算金属基复合材料中增强颗粒周围的塑性变形情况, X.L.Gao[16]建立了一个单颗粒模型, 将高阶的应变梯度引入塑性变形的屈服条件中并计算了颗粒周围弹性变形区、塑性变形区以及颗粒内部的应力、应变解析式。带入边界条件计算了塑性变形的区域大小以及各点的应力、应变与复合材料中基体的屈服强度、弹性模量以及增强颗粒的弹性模量、泊松比以及尺寸大小等参数之间的关系。
然而上述模型中其假设颗粒形状为球形, 无法将增强颗粒的长径比以及取向关系等考虑在内, 同时, 其没有考虑颗粒之间的相互影响关系, 这在高组分的复合材料中难以达到理想的模拟计算结果。
无论是CMSG模型还是高阶MSG模型, “几何必须位错”密度的计算是其理论计算的基础, 为了精确计算其密度, D M.Duan等[17]利用图3所示的模型以及压痕法计算了颗粒引入的“几何必须位错”。
他们通过计算推导出几何必须位错的表达式[17]为:
式中:, Duan在准确计算位错密度以及细观应力-应变关系的基础上, 通过先分解后组合的方式对宏观应力-应变关系进行了计算, 但是由于“几何必须位错”与“统计存储位错”之间的相互作用, 这种简单的拆分组合的方式得到的宏观应力-应变关系与实际值相差较大, 因此需要有更好的方法将宏观应力-应变关系与细观的应力-应变关系相互结合起来, 使其能够更直接指导实际的性能设计。
相对于Eshelby等效夹杂等弹性理论模型, 应变梯度塑性理论更适合于研究复合材料在屈服阶段 (发生塑性变形) 的应力应变关系, 同时此理论没有太多的假设条件, 使其更接近实际复合材料内部的组织结构。虽然应变梯度塑性理论能够很好地将颗粒尺寸因素引入表达式进行计算, 然而在模拟计算颗粒形状、长径比以及颗粒间相互作用关系等方面仍需要修正。
5 强化理论模型的发展趋势
各个强化理论模型在一定程度上都可以描述颗粒增强金属基复合材料的性能, 然而各模型都有优缺点, 未能形成统一的认识, 尤其各理论模型自身的局限性依然是阻碍其应用的障碍。目前, 对所有理论模型的修正局限于单一限制因素, 并且大多是在特定条件下的修正, 无法真正使强化理论模型突破自身的缺陷限制, 总体上, 目前的研究现状无法指导复合材料强度、韧性性能的设计。随着相关领域的发展, 对PRMMC的综合性能要求越来越高, 例如在高强、高韧的同时还要有较好的导热性, 使得在设计PRMMC性能时需要考虑的因素增多, 因此, 需要将影响强韧化的各因素综合起来引入强化理论模型, 使模拟计算结果更接近实验值。
颗粒模型 第5篇
1 材料和方法
1.1 材料
昆明种清洁级小鼠, 21日龄, 体重 (12±1) g, 雌性, 购于西安交通大学药学院实验动物中心。童安颗粒:由解放军第四五一医院药剂科中药制剂室提供, 每克相当于生药2.73g。N-甲基-DL-天冬氨酸:购自Sigma公司。
1.2 方法
21日龄雌性小鼠36只, 分为阴性对照组 (20只) , 每天皮下注射生理盐水0.2ml;自21日龄起至阴道口开放之日。模型组 (10只) 每日14:00和16:00各皮下注射N-甲基-DL-天冬氨酸40mg/kg 1次[2]。给药组 (10只) 皮下注射N-甲基-DL-天冬氨酸的同时, 每天灌胃给予童安颗粒 (5.5g·kg-1) 1次。自给药之日 (21日龄) 起, 每日观察模型组和给药组小鼠阴道口开放情况。对阴道口开放的小鼠, 每日进行阴道细胞涂片观察其性周期的变化和第一个发情间期 (first diestrus, D1) 的出现, 并在其出现第一个发情间期的16:00称量体重后处死, 留取标本 (血、卵巢和子宫) ;在模型组或给药组小鼠处死时按1:1比例同时处死阴性对照组小鼠。处死前用毛细管经内眦静脉丛采血, 分离血清, -20℃冻存。取双侧卵巢和子宫, 称量其湿重后, 用10%甲醛溶液固定, 根据器官指数=器官湿重/体重, 计算卵巢指数与子宫指数;放射免疫法测定血清各激素 (E2、LH、FSH) 水平。
统计学处理:所有数据均采用SPSS10.0软件处理, 计量资料以undefined表示, 采用t检验和方差分析。
2 结果
2.1 各组小鼠第一个发情间期的比较
见表1。
2.2 各组小鼠性器官指数的比较
见表1。
2.3 各组小鼠血清激素水平的比较
见表2。
与正常组比较*P<0.05, **P<0.01;与模型组比较△P<0.05, △△P<0.01 (下同)
3 讨论
中医药治疗儿童性早熟多为临床治疗报道[3], 近年来对中医药治疗该病的机制研究逐步深入开展, 如蔡德培等[4]研究发现滋阴泻火中药和益肾填精中药可通过调整机体的神经内分泌调节机制, 调整下丘脑促性腺区促性腺激素释放激素、生长抑素、腺垂体卵泡刺激素、黄体生成素等, 有效调节下丘脑-垂体的促性腺机能及促生长机能, 这可能是滋阴泻火中药和益肾填精中药可有效调整性早熟患儿青春发育进程及改善骨骼发育的机理所在。童安颗粒组方是由知柏地黄丸加减而得, 具有滋阴降火、补肾利水之功效。从实验结果可知, 童安颗粒可以使性早熟模型小鼠的性器官指数和血清激素水平降低, 使第一发情间期推后且接近正常, 说明童安颗粒在治疗真性性早熟方面有确切疗效。
摘要：目的:观察童安颗粒对性早熟小鼠的药效学作用。方法:皮下注射N-甲基-DL-天冬氨酸制备小鼠真性性早熟模型, 用童安颗粒对性早熟小鼠进行灌胃给药, 1个月后, 检查童安颗粒对小鼠性器官指数、第一个发情间期和血清性激素雌二醇 (E2) 、黄体生成素 (LH) 、卵泡刺激素 (FSH) 含量的影响。结果:与模型组比较, 童安颗粒组的性器官指数、性激素水平较对照组有显著降低, 第一个发情间期恢复接近正常水平。结论:童安颗粒对性早熟小鼠有确切的治疗作用。
关键词：性早熟/中医药疗法,@童安颗粒/治疗应用,小鼠 (雌性)
参考文献
[1]黄黎明, 李景梦, 陈仕珠, 等.童安汤对小鼠发育状况的影响.中国药科大学学报, 2002, 33 (suppl) :203.
[2]潘键, 李海浪, 郑意楠.雌性大鼠真性性早熟发生模型的实验研究.中华内分泌代谢杂志, 2004, 20 (1) :84.
[3]朱慧萍.滋阴泻火疏肝散结法治疗女童性早熟50例.中国中医药科技, 2007, 15 (4) :299.
颗粒模型 第6篇
颗粒增强金属基复合材料(Particle reinforced metal matrix composites,PRMMCs)具有高的比刚度、比强度,良好的尺寸稳定性以及优异的阻尼性能和耐磨性能[1,2,3,4],在国防、汽车、航空航天、电子等工业领域得到广泛应用。作为颗粒增强金属基复合材料的一个重要分支,原位自生颗粒增强金属基复合材料(In situ PRMMCs)与传统外加颗粒增强复合材料相比,具有更小的增强颗粒尺寸(纳米级)、更少的颗粒尖角、更均匀的颗粒分布、更高的界面结合强度等优点,故具有更好的力学性能[5,6,7]。
有限元法(Finite element method,FEM)是一种将连续体离散化为若干个有限大小的单元体的集合,以求解连续体力学问题的数值方法。近年来,国内外学者运用有限元法对颗粒增强金属基复合材料的各种力学性能进行了大量研究。Guo等[8]利用1/4圆形单颗粒及1/4矩形单纤维模型研究了SiC/6061复合材料和Al2O3/Al复合材料在单轴循环应力加载以及单轴循环应变加载条件下的力学行为,并得出了描述这两种材料循环变形行为的一系列重要结论。Llorca等[9]利用随机分布三维多颗粒(球形)模型模拟了弹性颗粒增强弹-塑性基体的复合材料在拉伸载荷下的空穴形成、生长及合并的现象。结果显示,在拉伸载荷作用下,沿加载方向紧密排列的两个颗粒之间容易形成空穴,且这些空穴会沿垂直于加载轴的方向扩展、合并。Boselli等[10]利用二维多颗粒(圆形)模型研究了颗粒分布对AA2124-SiCp复合材料疲劳断裂性能的影响,研究结果表明颗粒分布越均匀,对疲劳裂纹扩展有抵抗作用的“钝化效应”越明显。以上及其他一些利用规则几何图形(球形、椭圆形、六边形等)[11,12,13,14]近似表示增强颗粒,进而建立微结构有限元模型来模拟的方法虽然简便易行,但由于规则几何图形与增强颗粒的实际形貌相差甚远,模拟结果往往过于理想化。
针对用规则几何图形代表颗粒的不足,Ayyer和Chawla[15] 基于扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)照片建立了外加颗粒增强2080/SiC/15p复合材料的二维微结构有限元模型。由于该模型基于SEM照片建立,其内部颗粒的尺寸、形貌、分布等与规则几何图形相比都更接近真实材料,这使得后续有限元模拟能够更好地反映颗粒增强复合材料内部微区对载荷的响应。然而,针对颗粒处于纳米级的原位自生颗粒增强金属基复合材料,Ayyer和Chawla的方法应用起来却仍存在一个明显缺陷:由于原位自生纳米颗粒增强金属基复合材料与外加颗粒增强的金属基复合材料的磨损机理截然不同,所以无法直接表征SEM照片中的全部颗粒。
本实验针对Ayyer和Chawla的方法在纳米级颗粒增强金属基复合材料上应用的不足,对其进行了改进,并通过联合使用WinTopo-Pro、ImageJ、Hypermesh以及Abaqus等图像处理和有限元软件,综合运用图像处理、CAD几何建模、有限元网格剖分等技术,用改进后的方法建立了颗粒处于纳米级的原位自生TiB2/A356复合材料的二维微结构有限元模型,并利用该模型进行了室温单轴拉伸微结构力学行为的模拟。通过模拟结果与实验数据的对比,验证了模型的准确性与可靠性。
1 实验
1.1 材料的制备
采用混合盐与金属放热反应制备了质量分数为12.5%的原位自生TiB2/A356复合材料。放热反应式为:
3K2TiF6+6KBF4+10Al→3TiB2+9KAlF4+K3AlF6 (1)
复合材料经T6状态热处理,其过程为:550℃固溶处理12h,然后水淬,最后120℃时效处理2h和150℃时效处理8h。基体合金的化学成分列于表1(质量分数/%)。
1.2 室温单轴拉伸实验
室温单轴拉伸实验在MTS 809材料测试系统上进行,试样尺寸如图1所示。实验的拉伸速率为1mm/min,结果取3次测试的平均值。复合材料及其基体合金的单轴拉伸实验数据见表2。
1.3 组织观察
从拉伸试样上靠近断口的部分取一块样品进行组织观察。样品先后经120#、600#、1000#和1500#砂纸打磨,并用金刚石抛光膏在抛光机上进行抛光处理。样品的微结构形貌采用EI SIRION 200扫描电镜进行观察。
从图2可以看出,TiB2颗粒具有微小的尺寸(粒径范围50~800nm,平均粒径仅200nm),颗粒较圆整,没有明显的尖角和碎裂现象,且颗粒在基体里的分布较均匀,没有大规模的团聚现象。从图2还可以看出,材料样品表面的增强颗粒出现了部分脱落的现象,而残留的颗粒与其所处的凹坑的形貌相近。
2 有限元模型的建立
2.1 图像处理
在Ayyer和Chawla基于外加颗粒增强2080/SiC/15p复合材料的SEM照片所建立的二维微结构有限元模型里,增强颗粒尺寸处于微米级。由于外加陶瓷颗粒的尺寸较大(粒径1~10μm),在SEM样品制备的过程中,颗粒与基体共同磨损,能够得到较理想的SEM照片。这种照片的主要特点是基体和颗粒的区分度较高。其中,基体的灰度值较大(颜色较浅),而颗粒的灰度值都较小(颜色较深),处于其它灰度值的区域则很少,小于整个照片面积的0.2%。对这种较理想的SEM照片做相应的图像处理后,可以得到其中几乎所有颗粒的清晰的几何轮廓,使后续建立的有限元模型很接近复合材料的实际形貌。
对原位自生TiB2/A356复合材料而言,其颗粒尺寸微小、坚硬耐磨。经打磨抛光后,颗粒或者留在了基体上,或者从基体中整个剥落,留下一个凹坑,而并非同基体共同磨损。原位自生TiB2/A356复合材料的这种独特的磨损机理会给图像处理带来较大的困难。主要原因是:首先,颗粒和凹坑的共同存在使得SEM照片的区分度较低,不宜用于建模;其次,传统的图像处理方法仅仅涵盖留在基体上的颗粒,而从基体上脱落的那部分颗粒却得不到真实的反映。
针对以上问题,本实验运用改进的手段和技巧对原位自生TiB2/A356复合材料的SEM照片进行图像处理,不仅考虑了留在基体内的颗粒,还考虑了脱落的颗粒。具体做法是:用凹坑的形状近似代替脱落颗粒的形状。组织观察表明,凹坑形貌与颗粒形貌的差异较小,用凹坑代替脱落颗粒是可行的。所以,尽管存在一定的误差,但此方法对模型的修正效果还是较为明显的。
为了提取颗粒和凹坑的形貌,在图像处理软件ImageJ中对图2中的SEM照片进行处理。其具体过程如图3所示。
图3为整个图像处理过程。利用图片格式转换和阈值调整可以将原始SEM照片(图3(a))转换成黑白二值图(图3(b));把图3(b)中的颗粒(白色块状)和凹坑(黑色块状)从周围区域里区分出来,得到图3(c);再用边界追踪工具把所有颗粒和凹坑区域提取出来,粘贴到一张相同尺寸的空白图片里,最后将背景与颗粒的颜色区分开来。此时,颗粒与凹坑均为黑色,背景为白色。
图像处理过程有两点值得注意:首先,进行阈值调整时需要选择一个合适的阈值,使得颗粒和凹坑都能够较好地显现出来;其次,进行颗粒提取时,应把图片边界上的颗粒和凹坑也提取出来,这样才能完整反映SEM照片中材料的实际形貌。
2.2 图形边界提取和矢量化
经过图像处理后,将颗粒提取图导入到WinTopo-Pro里进行图形边界提取和矢量化处理。
图4为在WinTopo-Pro里进行图形边界提取和图形矢量化的全过程。对图3(d)内的颗粒运用图形边界提取,得到图4(a)。从图4(a)中的局部放大图可以看出,WinTopo-Pro边界提取的准确性较高,干扰噪点较少。对边界提取图进行图形矢量化处理,得到如图4(b)所示的矢量图。矢量图中存在一些圆弧,在后续处理中会造成不必要的麻烦,因而要对矢量图进行修复,去除圆弧部分,使其具有更好的绘图质量。
2.3 CAD几何建模
Boselli等[10]和Bush[16]均在研究中指出自由边界会对材料中疲劳裂纹扩展的走向产生显著影响。其中,Boselli等[10]的研究中采用粒径均匀的圆形理想化颗粒。他们提出用r/w参数来评估自由边界的影响,其中r代表增强颗粒的半径,w代表外围区域的宽度,并建议r/w取值0.006。Chawla等[17]在研究中指出,由于材料的连续性,镶嵌区域外围的基体和颗粒必定会对镶嵌区域内部的应力和应变分布产生影响,但是受研究手段的限制,这种影响的具体情况目前尚不清楚。
为了在后续的有限元模拟过程中更好地研究基体中离散的颗粒对载荷的响应,消除自由边界对内部颗粒的影响,本实验将几何模型建立为如图5所示的形式:颗粒和基体相当于一个矩形嵌块,共同镶嵌在外围区域当中。在有限元模拟过程中,外围区域将被附以原位自生TiB2/A356复合材料的平均属性。本实验采纳了Boselli等[10]的建议,使用参数r/w来确定模型宽度方向上的尺寸。在本实验的模型中,r/w值主要集中在0.002~0.006的范围内,而宽度方向上的自由边界距离内部颗粒至少有150个颗粒直径的距离(30μm)。考虑到颗粒的形状并非圆形,本实验中r值取为颗粒长径的1/2。模型长度方向上的尺寸是根据GB/T 228-2002中关于拉伸试件标距段长度与直径的关系确定的。模型宽度尺寸62.4μm,长度尺寸364μm,长宽比近似为6,可以确保满足圣维南原理。
将矢量图导入AutoCAD中,消除噪点和多余线条,并将断开的线条进行闭合处理,然后绘制基体和外围区域边界,得到如图5所示的几何模型。
2.4 有限元网格剖分
将在AutoCAD中建立好的几何模型导入Hypermesh里进行网格剖分。外围区域并非研究重点,因而采用变密度的稀疏网格剖分,这样可以尽量减少整个模型的网格数量而不影响模型的精度。内部嵌块采用高密度网格进行剖分。网格剖分的结果如图6所示。整个模型共包含34266个单元,其中颗粒部分8068个单元,基体部分15975个单元,外围边界条件部分10223个单元。颗粒部分采用一次完全积分3节点平面应变单元(CPE3),而基体部分则混合使用了一次完全积分3节点平面应变单元(CPE3)和一次完全积分4节点平面应变单元(CPE4)。模型里全部选用一次单元是因为其不受体积自锁的影响,适用于金属基复合材料室温单轴拉伸这种弹-塑性过程的模拟[18]。
2.5 有限元模型属性定义
将建立好的有限元模型导入ABAQUS 6.10.1中进行材料、边界条件以及载荷等属性的定义,其中材料属性如表3所示。
定义材料属性时,颗粒作为各向同性理想弹性材料处理,而基体合金和外围平均化的复合材料均作为各向同性弹-塑性材料处理。其中,材料的塑性性质根据真实应力-塑性应变曲线获得。
模型的边界条件和载荷的施加情况如图6所示。在模型左边界处施压边界条件:ux=uy=0。模型加载采用应变控制。本实验认为拉伸过程中,在试样发生颈缩之前,整个试样的标距段是均匀伸长的,因而可把整个标距段上的应变量折算到微结构模型上。拉伸试样标距段长40mm,应变量1.2%,故在364μm长的微结构模型的右边界上需要施加4.368μm的位移量以实现1.2%应变量的加载。颗粒与基体间采用完美界面结合。
3 结果与讨论
图7为单轴拉伸有限元模拟云图。图7(a)中,颗粒均处于高应力状态,而基体相对处于低应力状态,很好地反映了颗粒增强金属基复合材料的颗粒承载特性。图7(b)中,较大的塑性变形均发生在颗粒间的局部区域,而大部分基体发生的塑性变形都较小。可见,陶瓷颗粒在拉伸过程中承受了大部分的载荷,并抑制了基体合金整体的塑性变形。
将嵌块部分(颗粒和基体)的综合应力-应变曲线与由实验数据得到的真实应力-应变曲线进行对比,验证模拟结果的可靠性和精度。其中,嵌块部分的综合应力和综合应变是通过将每个单元内的应力和应变进行体积加权平均得到的[19]。综合应力和综合应变的计算公式如下:
undefined
undefined
式中:V代表嵌块部分所有单元的总体积,V(m)、σ(m)、ε(m)则分别代表每个单元的体积、输出的应力值和应变值,N表示嵌块部分单元的总数量。
本实验所建立的是二维有限元模型,其厚度方向上为单位厚度,因而上式中单元体积的计算实际上就可转化为单元面积的计算。在一次完全积分中4节点平面应变单元(CPE4)内部存在4个积分点,它们会各自输出一组应力值和应变值,取它们的算术平均值作为该单元输出的应力值和应变值。
图8为有限元模拟所得到的综合应力-应变曲线和由实验数据得到的真实应力-应变曲线的对比图。从图8中可以看出,有限元模拟得到的曲线的弹性变形阶段斜率(即弹性模量)比实测数据的斜率略微偏大,而模拟得到的材料强度要略高于实验数据。出现以上现象的原因是:首先,嵌块中尽管分别考虑了颗粒和基体的存在,但是它们皆为理想的各向同性材料,而在实际材料内部特别是基体合金中,必然存在着一些夹杂、气孔等缺陷,从而导致实验数据比模拟结果略微偏低;其次,模拟过程中,颗粒与基体间采用完美界面模拟,其界面结合力要高于实际材料中的界面结合强度,相当于增加了颗粒与基体间的错配力,使得基体进一步被强化。
根据图8测量计算可知,有限元模拟曲线与实测曲线之间弹性模量的差异约为10%,σ0.2的差异约为10%。考虑到以上两点因素,认为模拟所得到的应力-应变曲线与经过实测数据得到的真实应力-应变曲线较为接近,误差较小。这说明基于纳米颗粒增强原位自生TiB2/A356复合材料的SEM照片所建立的二维有限元模型较可靠,能够较好地反映纳米级颗粒增强金属基复合材料微结构的单轴拉伸行为。
4 结论
(1)运用改进的方法建立的二维微结构有限元模型的模拟结果与实验数据吻合较好,表明该模型具有较高的精度和可靠性。
(2)由于模拟中颗粒和基体均当作完全均匀的各向同性材料处理,且模拟的界面情况与真实界面存在一定的差异,所以模拟结果与实测数据之间仍存在一定程度偏差。
(3)通过考虑基体中杂质的存在、调整颗粒与基体间界面的状态等方法来进一步完善该模型,将成为后续研究的内容。
颗粒模型 第7篇
1 材料与方法
1.1 实验动物
家兔35只, 雌雄各半, 体重2.3 kg～6 kg, 4月～5月龄, 均购于黑龙江中医药大学实验动物中心。
1.2 实验药物
养心颗粒:按古方养心汤药物组成, 黄芪、茯神、半夏、当归等十三味中药购于黑龙江省药材公司, 由黑龙江中医药大学制剂室制备成养心颗粒粉末, 每克粉末含7 g生药。将中药粉末加蒸馏水定期配制成混悬液, 浓度为40%。硝酸异山梨酯片:商品名消心痛, 由山东博山制药有限公司提供, 批号:070311。阿托伐他汀片:商品名阿乐, 由北京嘉林药业股份有限公司提供, 批号:070529。中国斑点蝰蛇毒 (CRVV) :广州蛇毒研究所提供。
1.3 实验试剂
兔MCP-1试剂盒, 由上海西唐生物科技有限公司提供。
1.4 实验方法
1.4.1 模型制备、分组及给药方法
家兔35只, 实验前随机抽取7只作为空白对照组, 其余28只作为模型组给予造模。首先应用球囊损伤颈总动脉, 高脂饮食喂养8周, 建立稳定动脉硬化斑块模型。8周末, 经彩色多普勒超声检测证实颈总动脉粥样斑块形成。将造模成功家兔随机分为模型对照组、养心颗粒组、消心痛组、阿托伐他汀组, 每组7只。按人兔给药剂量体表面积折算公式计算出给药计量。各治疗组均于第9周初给予药物灌胃。另取7只家兔为空白对照组。空白对照组及模型对照组灌服同体积蒸馏水, 养心颗粒组按0.643 g/ (kg·d) 粉末给药;消心痛组按0.167 g/ (kg·d) 给药;阿托伐他汀组按0.116 g/ (kg·d) 给药, 连续灌服2周。各组于第10周末分别两次给予腹腔注射中国斑点蝰蛇毒和耳缘静脉注射组胺进行药物触发, 以促使斑块发生实验性破裂, 末次触发24 h后处死。
1.4.2 检测指标
实验结束时, 经家兔耳缘静脉采血, 立即离心, 分离血清。检测兔MCP-1, 采用双抗夹心ELISA法, 严格按照试剂盒操作方法进行检测。
1.5 统计学处理
应用SPSS 13.0统计学软件进行统计分析。计量资料用均数±标准差
2 结果
与空白对照组比较, 模型对照组和各治疗组家兔血清MCP-1水平均明显增高 (P<0.01) ;与模型对照组比较, 养心颗粒组、消心痛组、阿托伐他汀组家兔血清MCP-1水平明显降低 (P<0.05) ;与消心痛组、阿托伐他汀组比较, 养心颗粒组家兔血清MCP-1水平明显降低 (P<0.01) 。详见表1。
pg/mL
3 讨论
动脉粥样硬化易损斑块的破裂被视为UA发生中的最重要的始动环节。研究表明, 炎症与免疫在动脉粥样斑块的发生、演变及最终糜烂或破裂过程中起着重要作用[2]。炎症机制包括内皮细胞功能紊乱、白细胞迁移、细胞外基质的降解和血小板激活。斑块处炎症反应程度与斑块稳定性密切相关, 单核细胞黏附到血管内皮细胞并触发炎症反应几乎贯穿整个冠状动脉粥样硬化发生、发展乃至破裂的全过程。MCP-1是一种通过促进白细胞-内皮细胞结合并游走到炎症反应部位而激活单核/巨噬细胞的细胞因子, 因此在炎症反应中起重要作用[3]。对MCP-1受体CCR2基因与ApoE基因双缺陷小鼠的研究发现, 其动脉粥样硬化病变明显减轻, 提示MCP-1是发病中影响单核/巨噬细胞聚集的主要趋化因子[4,5], 同时在OPUS TIMI-16及国内的一些临床研究显示[6], MCP-1参与了UA的发病过程, 且与冠状动脉狭窄程度明显相关, 提示其水平变化可判定易损斑块的稳定性, 预测UA患者的预后。
本研究应用球囊损伤家兔颈总动脉并高脂饮食喂养8周末的方法, 建立稳定动脉粥样硬化斑块, 再以药物触发使斑块发生实验性破裂, 复制成近似人类不稳定型心绞痛动物模型, 结果显示模型组家兔外周血清MCP-1的水平明显升高。与模型组相比较, 养心颗粒组明显降低了家兔外周血清MCP-1水平, 其作用效果优于阿托伐他汀组和消心痛组, 表明养心颗粒能够抑制UA病理生理过程中的炎症反应, 这可能是其防治UA的作用机制之一。
摘要：目的观察以益气养心安神为立法组成的中药复方养心颗粒对近似不稳定型心绞痛 (UA) 家兔模型外周血清单核细胞趋化蛋白1 (MCP1) 的影响。方法以球囊一次性损伤家兔颈动脉结合高脂饮食喂养, 8周末后随机分为模型对照组、养心颗粒组, 硝酸异山梨酯 (消心痛) 组和阿托伐他汀组, 每组各7只, 另取7只家兔为空白对照组, 于10周末进行药物触发的方法复制成近似不稳定型心绞痛动物模型。实验终点采用双抗夹心ELISA法检测家兔外周血清MCP1水平。结果养心颗粒组家兔外周血清MCP1水平明显低于模型对照组 (P<0.05) 。与阿托伐他汀组和消心痛组比较, 养心颗粒组MCP1水平明显降低 (P<0.01) 。结论中药复方养心颗粒能够抑制UA病理生理过程中炎症反应, 起到防治UA的作用。
参考文献
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[5] Harrington JR.The role of MCP-1 in atherosclerosis[J].Stem Cells, 2000, 18 (1) :65-66.
颗粒模型 第8篇
三草尿毒灵颗粒由黄芪、鹿衔草等九味中药组成,为中药注册管理第六类新药,功能为健脾益肾、泄浊化瘀、清热解毒,用于慢性肾功能不全失代偿期与肾功能衰竭期。为探讨本新药降低肾衰患者的肌酐和尿素氮的作用,我们进行有关药效学试验,为临床应用提供药理学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 试药
三草尿毒灵颗粒:由本所制剂室提供,批号:20081203,规格:131g生药/50g颗粒。配药:称取颗粒适量,研磨成细粉,用蒸馏水配成所需浓度。
1.1.2 阳性对照药
左旋咪唑:广东南国药业有限公司,批号:20080303,25mg/片。呋塞米片:大同市利群制药厂,批号:080102,20mg/片。尿毒清颗粒剂:广州康臣药业有限公司,5g/包,批号:20080602。
1.1.3 空白对照
纯化水,新鲜自制。
1.1.4 动物
SD大鼠,SPF级,雄性,体重160—180,由上海西普尔—必凯实验动物有限公司提供,许可证号:SCXK(沪)2008-0016。
1.1.5 动物实验室
江西省药物研究所SPF级动物实验室,实验动物使用许可证号:SYXK(赣)2008-0005。
1.1.6 试剂
Crea试剂盒,批号:0804120;BUN试剂盒,批号:0804115;TCH试剂盒,批号:0804132,以上试剂为北京中生生物工程高技术公司提供。
1.1.7 仪器
BT-224半自动生化分析仪,意大利产。
1.2 方法
1.2.1 模型制备
取SD雄性大鼠52只,先行切除右肾,术后1周和4周均尾静脉注射阿霉素3mg/kg。
1.2.2 分组给药
造模1周后眼眶采血,测其血清Crea、BUN,按Crea和BUN值调组,分层随机分5组,分别为三草尿毒灵颗粒剂5.45、10.9和21.8g/kg组,尿毒清2.08g/kg及模型组。另再取同批SD大鼠10只作为空白组(未切除肾和未注射阿霉素),模型组和空白组分别灌胃给水,其余分别灌胃试药,连续28天。
1.2.3 指标检测
于给药后第14天和第28天眼眶采血,测其血清Crea和BUN值,且第28天测其血清TCH值。
1.2.4 统计方法
将每项指标以均数±标准差(±s)表示。所有各项指标检查结果经DAS3.0统计软件包进行处理,各给药组分别与模型组进行t检验。
2 结果
2.1 三草尿毒灵颗粒对肾切除导致慢性肾衰大鼠Crea的影响
三草尿毒灵颗粒10.9g/kg和21.8g/kg于给药后第28天均有显著和非常显著降低肾切除导致肾衰大鼠血清Crea值,与模型组比较,差异有显著性(P<0.05)和非常显著性意义(P<0.01)。见表一。
注:与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01。
2.2 三草尿毒灵颗粒对肾切除导致慢性肾衰大鼠BUN的影响
三草尿毒灵颗粒10.9g/kg和21.8g/kg于给药后第28天均有显著和非常显著降低肾切除导致肾衰大鼠血清BUN值,与模型组比较,差异有显著性(P<0.05)。见表二。
注:与模型组比较,*P<0.05。
2.3 三草尿毒灵颗粒对肾切除导致慢性肾衰大鼠TCH的影响
三草尿毒灵颗粒5.45、10.9和21.8g/kg均有降低慢性肾衰大鼠血清TCH值趋势。与模型组比较,差异无显著性意义(P>0.05)。见表三。
3 讨论
慢性肾功能衰竭是一个临床综合征。它发生在各种慢性肾实质疾病的基础上,缓慢地出现肾功能减退而致衰竭[1]。CRF中后期的病理改变主要是纤维化和硬化。由于肾小球的进行性损害,不能及时排出患者体内的代谢废物,导致血中肌酐、尿素氮数值的升高。CRF患者常伴有脂代谢紊乱,出现高脂血症,血磷升高,血钙降低等电解质及水和酸碱平衡失调。西医采用透析或肾脏移植对CRF终末期的治疗有很大作用,但不能解决该病的早中期防治,且透析与肾移植又因医疗费用昂贵及肾源匮乏等因素,限制了它的推广,故寻找有效延缓肾衰进展的方药仍是肾病领域重要的课题。而中医药在延缓CRF病程进展、推迟透析开始时间、提高患者的生活质量等方面所具有的优势和特色已被肾病学者所公认[2]。
注:与模型组比较,*P>0.05。
中医认为CRF的病机是本虚标实,本虚以肾虚为主,正虚同时多夹瘀、浊、毒等与实邪的虚、浊、瘀、毒四大因素互为因果,形成恶性循环[3,4,5,6]。慢性肾衰证属脾肾气虚,患者浊毒瘀阻,当以重视调理脾肾以扶助正气,泄浊排毒化瘀以祛邪外出。三草尿毒灵颗粒具有健脾益肾、泄浊排毒、活血化瘀之功效,全方通补兼施,正邪兼顾,补与泄融为一体,使补而不滞邪,泄而不伤正。不仅能延续慢性肾衰的进程,且能改善或消除临床症状,适用于脾肾气虚、浊毒瘀阻型慢性肾衰患者。
本实验结果表明,三草尿毒灵颗粒能显著降低肾切除导致肾衰大鼠血清Crea和BUN值(P<0.05);对TCH有降低趋势,但与模型组比较,无显著性差异(P>0.05)。因此,三草尿毒灵颗粒对肾衰大鼠肾功能具有较好的保护作用,这也为三草尿毒灵颗粒的临床应用提供药理学实验依据。
摘要：目的:观察三草尿毒灵颗粒对大鼠肾切除导致慢性肾衰模型肾功能的影响。方法:将慢性肾衰模型大鼠分为5组,三草尿毒灵颗粒5.45、10.9和21.8g/kg组,尿毒清颗粒2.08g/kg组及模型组。连续灌胃给药28天,于给药后第14天和第28天测其血清Crea和BUN值,且第28天测其血清TCH值。结果:三草尿毒灵颗粒给药后28天,显著降低肾衰大鼠血清Crea和BUN值。结论:三草尿毒灵颗粒对肾切除导致慢性肾衰模型大鼠有一定的治疗作用。
关键词：三草尿毒灵颗粒,慢性肾衰,大鼠
参考文献
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