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高中思想政治课中科学精神素养培育研究

高中思想政治课中科学精神素养培育研究

作者：宫成成牡丹江师范学院

学位级别：硕士

习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的讲话中提出:新时代贯彻党的教育方针,要坚持马克思主义指导地位,贯彻新时代中国特色社会主义思想,落实四个服务。总书记的讲话为新时代思想政治教育工作提供了理论指引和行动指南。尤其... 详细信息

习近平总书记在学校思想政治理论课教师座谈会上的讲话中提出:新时代贯彻党的教育方针,要坚持马克思主义指导地位,贯彻新时代中国特色社会主义思想,落实四个服务。总书记的讲话为新时代思想政治教育工作提供了理论指引和行动指南。尤其在普通高中思想政治课程标准提出之后,核心素养成为了思想政治教师在进行高中思想政治课教学工作的侧重点。学科素养是学科育人价值的集中体现,是高中生通过学科学习而逐步形成的价值观、必备品格、关键能力。高中思想政治课的学科核心素养包括政治认同、科学精神、法治意识以及公众参与。其中,科学精神素养在高中思想政治课中的地位举足轻重。本文共分为三个部分。第一部分,从介绍高中思想政治课科学精神素养的涵义入手,阐述了科学精神素养培育的目标及内容,分析了科学精神素养培育对于高中生成长成才的意义;第二部分,对高中思想政治课科学精神素养培育的现状进行分析,总结科学精神素养在培育过程中存在的问题,并从教师和教学环境等层面分析产生问题的原因;第三部分,提出高中思想政治课教学中加强科学精神素养培育的对策。这些对策主要从科学精神素养培育的理念、科学精神素养教学内容的设计、科学精神素养的课堂教学方法、实践教学、评价方式等方面提供建议。希望本研究为高中思想政治课科学精神素养的培育提供理论支持和实践经验。

关键词：高中思想政治课科学精神素养核心素养

数据驱动下的在线学习迷航诊断模型构建与应用研究

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数据驱动下的在线学习迷航诊断模型构建与应用研究

作者：杜成成浙江师范大学

学位级别：硕士

随着教育改革的不断深入和教育信息化的持续推进,在线学习已然成为变革教与学模式的重要实践形态,为学习者跨时空交流和资源共享提供了保障。然而,因网络学习资源泛滥、师生互动匮乏和导航设计不良等问题,容易使学习者陷入学习迷航。学... 详细信息

随着教育改革的不断深入和教育信息化的持续推进,在线学习已然成为变革教与学模式的重要实践形态,为学习者跨时空交流和资源共享提供了保障。然而,因网络学习资源泛滥、师生互动匮乏和导航设计不良等问题,容易使学习者陷入学习迷航。学习迷航反映了学习者在认知和情感等领域的负面学习状态,严重影响学习者的学习效率和效益,如何对其进行诊断和干预成为亟待解决的问题。随着大数据在教育领域的普及应用,基于数据分析的迷航状态诊断方法为解决在线学习迷航问题提供了新思路。本研究聚焦在线学习迷航问题,通过学习行为表征学习迷航状态,提出了数据驱动下的在线学习迷航诊断模型、实现方案、干预服务等方面的理论与实践方案。本文的主要研究工作有:（1）数据驱动下的在线学习迷航诊断模型构建。首先通过文献研究法界定了在线学习迷航内涵,划分了迷航维度;然后通过挖掘学习迷航与学习行为之间的关联关系,从学习者的行为特征中确立了在线学习迷航诊断相关指标;最后在参考已有学习分析模型的基础上,采用科学模型法构建了数据驱动下的在线学习迷航诊断模型,提出了一种基于学习行为数据的在线学习迷航状态诊断方法。（2）基于机器学习技术的在线学习迷航诊断模型核心功能实现。首先采集了某大学开放课程平台中产生的学习者学习行为数据和对应的学习状态自评结果,并对原始数据中存在的缺失值、异常值和样本不均衡问题进行数据预处理,得到标准、干净的数据集;然后介绍了机器学习中的XGBoost算法原理,并实现了数据驱动下的在线学习迷航诊断;最后基于大量数据集对该模型进行训练与测试,通过不断调节参数提升模型预测效果,并依据精确率、召回率和F1值等模型评价指标和多个机器学习经典分类器的对比验证,证实了基于XGBoost算法的在线学习迷航状态诊断方法具有较好的应用价值,能够实现迷航状态的精准识别。（3）数据驱动下的在线学习迷航诊断模型实践应用与效果分析。首先在教育学和心理学相关理论指导下,提出了三条模型应用策略:基于目标导向的主题内容自适应推荐策略、基于过程性行为推理的问题归因策略和基于个性化适性学习的循序渐进引导策略;然后依托i Study在线学习平台设计并实现了数据驱动下的在线学习迷航诊断系统;最后在真实的学习环境中采用实验研究法和问卷调查法设计具体的实验方案,并进行系统应用效果分析。结果表明,在线学习迷航诊断系统能够有效缓解学习者的在线学习迷航程度,提升学习效率和效益,以此验证了在线学习迷航诊断模型及应用策略的有效性和可行性。

关键词：数据驱动在线学习学习迷航机器学习诊断模型

硫酸锌改性坡缕石对土壤重金属的钝化修复效应

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硫酸锌改性坡缕石对土壤重金属的钝化修复效应

作者：米成成兰州交通大学

学位级别：硕士

工业经济的快速发展给土壤环境带来了严峻挑战,重金属在土壤环境中富集、迁移经食物链传递,给人们的舌尖安全造成了严重危害。为了最大程度降低土壤重金属的生物有效性,修复重金属污染的农田土壤,本研究利用甘肃储量丰富的矿产资源-坡... 详细信息

工业经济的快速发展给土壤环境带来了严峻挑战,重金属在土壤环境中富集、迁移经食物链传递,给人们的舌尖安全造成了严重危害。为了最大程度降低土壤重金属的生物有效性,修复重金属污染的农田土壤,本研究利用甘肃储量丰富的矿产资源-坡缕石作为原料,因为坡缕石具有独特的层链结构,以比表面积大,孔隙率高而呈现出的高吸附性能对于重金属的化学钝化具有重要作用;以农业广泛使用的无机锌肥-硫酸锌作为组配改性材料,将硫酸锌与坡缕石分别以0:1、1:3、1:5、1:7、1:9、1:11的质量比混合,以液相浸渍、超声,制备得到第一类钝化剂。优化条件延长反应时间,高温煅烧制备得到第二类钝化剂。对钝化剂进行X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)进行表征。将优化前后的两类钝化剂分别加入到模拟Cd污染土壤和实际重金属污染土壤中,开展钝化实验,测定土壤电导率(EC)、pH、阳离子交换量(CEC)等理化指标,利用二乙基三胺五乙酸(DTPA)、毒性浸出方法(TCLP)测定土壤重金属的有效态含量,利用BCR连续提取法测定重金属的酸溶态、还原态、氧化态、残渣态含量;开展盆栽实验,测定作物的生长状况,如茎长、根长、鲜质量及干质量、作物中重金属的含量;开展萌发实验,测定重金属的水溶状态下的种子胚芽、胚根长度,发芽率。通过以上实验探讨硫酸锌改性坡缕石对模拟土壤中Cd和实际污染土壤中重金属(Cd、Pb、Cu、Cr、Ni、Zn)的钝化修复效应。结果表明:(1)硫酸锌与坡缕石的浸渍反应时间由4 h延长至12 h时,同时高温煅烧(350℃-400℃)2 h后的钝化剂表面分散均匀,棒状结构混乱,可能生成了新的化学基团,增强了坡缕石的配位效果。(2)经钝化后的模拟Cd土壤pH较对照下降了0.21-0.62个单位,土壤EC值较对照上升了1.88-2.9倍,土壤CEC值较对照上升0.71%-6.20%,其中硫酸锌与坡缕石的质量比为1:3时,土壤理化性质变化最显著。实际重金属土壤理化性质与模拟Cd土壤的变化趋势一致,其中硫酸锌与坡缕石的质量比为1:9到1:11之间时,土壤理化性质变化最显著。(3)钝化后的模拟土壤Cd的DTPA有效态含量最大降幅为32.77%,TCLP有效态含量最大降幅为35.65%,硫酸锌与坡缕石配比为1:3时,对Cd的钝化效果最佳。钝化后的实际污染土壤重金属的DTPA和TCLP有效态含量降低显著,DTPA提取态的Cd最大降幅为12.69%、Pb最大降幅为11.98%、Cu最大降幅为13.20%、Cr最大降幅为41.53%、Ni最大降幅为20.97%,Zn最大降幅为4.83%,其中降低次序为Cr>Ni>Cu>Cd>Pb>Zn;TCLP提取态的Cd最大降幅为31.11%、Pb最大降幅为15.49%、Cu最大降幅为18.70%、Cr最大降幅为6.47%、Ni最大降幅为28.93%、Zn最大降幅为4.84%。在硫酸锌与坡缕石质量比为1:9时,对Cd、Pb、Cu、Cr、Ni五种重金属的有效态含量降低最显著。(4)钝化后的模拟土壤Cd的化学形态变化显著,Cd的残渣态较对照增加了2.59%-31.52%,硫酸锌与坡缕石配比为1:3时,对Cd的化学活性具有明显抑制作用。同样钝化后的实际土壤大部分重金属的化学形态由活性较高的酸溶态向活性较低的残渣态转变,Cd的残渣态较对照上升了42.12%-116.14%,Pb的残渣态较对照上升了4.14%-58.05%,Cu的残渣态较对照上升了20.83%-29.65%,Cr的残渣态较对照上升了35.92%-52.75%,Ni的残渣态较对照上升了5.97%-9.78%,Zn的残渣态较对照下降了25.23%-33.59%。在硫酸锌与坡缕石的质量比为1:9时,对Zn以外的5种重金属的化学活性抑制能力最强。(5)钝化土壤中玉米的茎、根部长度增幅明显,玉米的茎、根部鲜质量与干质量明显提升。在硫酸锌与坡缕石的质量比为1:3时,玉米茎部对Cd的富集降幅为60.06%,对根部Cd的降幅为32.69%,明显缓解了Cd对玉米的胁迫生长。钝化后的土壤水溶液种子发芽率、胚芽长、胚根长显著提升,硫酸锌与坡缕石的质量比为1:9时,种子发芽率达到91.67%,胚芽长度、胚根长度均达到最大值,分别较对照组增加了115%、75.71%。可见适量的添加硫酸锌有利于促进种子的生长发育,减轻重金属对种子的毒害作用。(6)模拟土壤Cd的钝化效率在30%左右,生态风险指数显著降低,其潜在生态风险指数最大降幅为30.44%,Cd的风险范围由中高风险降为中风险。实际土壤Cd、Pb、Cr、Ni、Cu的钝化效率均较对照组增加,这些重金属的生态风险指数均较对照土壤显著降低,Pb、Cu、Cr、Ni的潜在生态风险值均处于低风险范围,Cd由中高风险降为中等风险范围,Zn由于额外加入的硫酸锌并没有导致其风险范围扩大,仍处于低风险范围。通过优化反应条件,经过高温煅烧后的材料硫酸锌用

关键词：重金属坡缕石硫酸锌钝化

自抗扰控制对边界带有干扰的非线性sine-Gordon方程的镇定

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控制理论与应用 2022年第9期39卷 1633-1640页

作者：周华成中南大学数学与统计学院湖南长沙410083

本文讨论边界具有内部不确定和外部扰动的非线性sine-Gordon方程的镇定问题.为处理sine-Gordon方程中的非线性项,文章给出一个新的总扰动观测器在线估计未知扰动,并通过自抗扰控制方法,设计一个控制器使得在反馈控制中实时补偿(消除)总... 详细信息

本文讨论边界具有内部不确定和外部扰动的非线性sine-Gordon方程的镇定问题.为处理sine-Gordon方程中的非线性项,文章给出一个新的总扰动观测器在线估计未知扰动,并通过自抗扰控制方法,设计一个控制器使得在反馈控制中实时补偿(消除)总扰动.闭环系统被证明适定的并且受控系统是指数稳定而扰动观测器是有界的.数值模拟说明提出方法的有效性.

关键词：自抗扰控制非线性sine-Gordon方程指数镇定边界控制

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财政分权对出口规模的影响研究

财政分权对出口规模的影响研究

作者：伍成成中南财经政法大学

学位级别：硕士

在经济高速发展的过程中,地方政府的角色是非常重要的,尤其是在中国的政治经济体制下。张军(2008)指出,中国经济高速持续增长的主因是地方政府“为增长而竞争”的行为。中国之所以能够持续多年的经济高速增长,其根源在于在分权化改革维... 详细信息

在经济高速发展的过程中,地方政府的角色是非常重要的,尤其是在中国的政治经济体制下。张军(2008)指出,中国经济高速持续增长的主因是地方政府“为增长而竞争”的行为。中国之所以能够持续多年的经济高速增长,其根源在于在分权化改革维持了一个有效的地方政府竞争市场。地方政府,是“中央政府—地方政府—市场”三维“纵向治理结构体系”的重要组成部分。因此在中国的政府管理体制下,地方政府是推动经济发展的重要动力。1994年的税制改革使中国的财政体系发生了重大变化(Shen,et al.,2012)。改革的主要目的是增加财政收入,实现税收结构,并建立统一完整的税收分配制度。改革后的税收分配制度虽然减轻了中央政府的财政压力,并且完善了财政制度。但是,由于省级地方政府的发展同质性与差异性所导致的地方政府竞争和合作却成为一个重要问题,尤其是省级政府间为了追求财政利益而展开的竞争。自从加入WTO后,中国的对外出口规模迅速扩大,并逐步成为世界第一贸易大国。中国的地方政府以及企业在这个过程中贡献了巨大的力量,但是不同地区的出口规模的发展出现差异。尤其是在税收政策的频繁变化下,不同地区的不同规模的企业面临着不同的发展局面。出口对于中国经济发展的重要性是不言而喻的,特别是中国坚持走出去的战略格局下,因此出口规模的变化会引起各级政府的高度关注。由于出口对于经济发展的重要性,大部分的省级地方政府大力鼓励出口,并通过行政手段来帮助辖区内的企业发展并抑制非本地企业的市场进入行为,从而达成促进辖区内企业和产业的发展。在目前的国内外严峻的政治和经济形势下,如何坚持走出去的战略方针是各地政府需要仔细作答的一场大考。尤其是财政分权导致的政府间竞争进一步加深地方政府之间市场分割的程度,不利于国内市场一体化的发展,也制约了出口外贸行业的调整升级。在这样的背景下,在对相关的理论基础进行分析后建立了实证模型,本文主要利用2003-2018年的省级层面数据进行计量分析,并利用2003-2013年的工业企业数据库中的企业出口数据进行稳健性检验。同时,本文在经过理论分析后,认为财政分权会通过市场分割来影响地方层面的出口规模,并对该机制进行实证检验与分析。最后,本文得到以下结论:首先,财政分权对省级层面出口的影响。无论是OLS方法的回归结果,双向固定效应模型,还是SYS-GMM方法回归的结果,地区财政分权度都会导致地区的出口规模增加,说明较高的财政分权度会促进一个省份出口规模的发展。为了检验模型结果的稳健性,本文优先选取替换解释变量的方法,即用支出法计算所得的财政分权度替换原来的解释变量,发现财政支出比财政收入更利于会促进一个省级层面出口规模的发展,而原实证模型所得的结论依然成立,进一步验证了本模型以及控制变量选取的稳健性。另外,本文选取地区的对外开放度作为被解释变量替换原被解释变量进行回归分析,发现原模型的解释力依然足够强。为考察财政分权对于出口规模影响的异质性,本文主要将31个省份分为东部沿海、东北部(包括华北平原部分)、中部及西部,发现财政分权度对出口规模的影响在不同地区之间有明显的差异,其中在东部、东北部及西部该影响依然为正向的,影响效果在东部作为明显。另一方面,财政分权会抑制中部地区省级层面出口规模的增长,并且不显著,表明财政分权对于该地区的出口规模的影响较弱。本文也考察了直辖市与非直辖市地方政府的异质性,发现财政分权度对出口规模的影响在直辖市与非直辖市地区之间有明显的差异,其中在直辖市影响效果强于非直辖市地区。另外,本文利用企业样本进行稳健性分析来探讨财政分权对企业出口的影响。无论是OLS方法的回归结果,双向固定效应模型,还是SYS-GMM方法回归的结果,地区财政分权度都会导致企业的出口规模增加。在进一步对异质性进行深入分析时,发现财政分权度对企业出口规模的影响在不同地区之间有明显的差异,其中在东部、东北部及西部该影响依然为正向的,另一方面,财政分权会抑制中部省份企业出口规模的增长,并且不显著,表明财政分权对于该地区的企业出口规模的影响较弱。本文也进一步考察财政分权对不同规模企业出口规模的影响,发现财政分权对大型企业的影响相较于对中小型企业的影响较小,小型企业与中型企业的受影响程度相当。最后,在利用市场分割程度作为中介变量的进行机制分析后,本文发现:财政分权显著增强了了地区的市场分割程度,进一步验证市场分割是财政分权影响省级层面出口规模的重要机制。另外,不同类型的市场分割受到财政分权影响有明显的差异性。其中,劳动力市场分割对于一个地区出口规模的影响作用要明显强于商品市场分割和资本市场分割,也正说明在当前中国的户籍制度下,劳动力流动对整体经济发展的重要性。另外,资本市场分割对一个地区的出口规模的影响较弱。稳健性分析也证明了该回归结果的解释力足够稳健,进一步验证了机制分析的稳健性。

关键词：财政分权市场分割出口规模

高中生物学教学中基于进化与适应观培养的单元教学设计与实践研究——以《生物的进化》为例

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高中生物学教学中基于进化与适应观培养的单元教学设计与实践研究...

作者：徐成成华中师范大学

学位级别：硕士

随着核心素养的提出,生命观念成为高中生物学教学研究的重点,其中进化与适应观是非常具有生物特色的观念。单元教学作为一种操作性较强的有效教学手段,成为近几年教育界研究的热点。人教版高中生物必修二第六章《生物的进化》整体知识... 详细信息

随着核心素养的提出,生命观念成为高中生物学教学研究的重点,其中进化与适应观是非常具有生物特色的观念。单元教学作为一种操作性较强的有效教学手段,成为近几年教育界研究的热点。人教版高中生物必修二第六章《生物的进化》整体知识关联性较强,是进化与适应观和单元教学非常适合的切合点,能够为核心素养与单元教学的结合提供典型的模型。本研究共分为三个阶段:第一阶段为教学实践前的资料搜集。首先通过对国内外的研究现状和相关的理论进行梳理,确定研究目的为通过单元教学渗透进化与适应观。然后深入研究《生物的进化》的教材资源,梳理与进化与适应观“大概念”对应的具体事例。再通过对高中教师发放调查问卷,发现教师对单元教学认可程度高,但基于教学流程难以落实、教学时间紧张等问题,实施单元教学的情况较少。第二阶段为教学实践阶段,分别以“构建大概念”与“承上启下式”的单元教学活动进行授课,授课对象为笔者工作学校成绩与综合素质相当的两个平行班,其中一个为实验班,另一个为对照班。第三阶段为教学实践后的效果检验。通过概念图评价结果显示,按生命结构有层次梳理教材资料后,实验班学生对于“大概念”的构建更加完善;通过考试成绩显示,对教材内容的情境资源进行重组,在课堂上强调学生自我解释,实验班学生对于现代生物进化理论的理解更为深刻。

关键词：高中生物进化与适应观单元教学教学设计

狭长管道内表面三维形貌测量系统及关键技术研究

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狭长管道内表面三维形貌测量系统及关键技术研究

作者：胡成成天津大学

学位级别：硕士

对管道内表面开展三维形貌测量工作是获取管道内部信息的重要途径。目前常用的管道内表面测量方法对于小口径、大长度的狭长管道内表面测量难以同时满足测量效率和测量精度的要求。针对现有技术的不足和局限性,本文以截面为110mm×110m... 详细信息

对管道内表面开展三维形貌测量工作是获取管道内部信息的重要途径。目前常用的管道内表面测量方法对于小口径、大长度的狭长管道内表面测量难以同时满足测量效率和测量精度的要求。针对现有技术的不足和局限性,本文以截面为110mm×110mm、长度在10000mm以上的狭长管道为研究对象,设计了一种狭长管道内表面三维形貌测量系统,并对其关键技术进行了研究。本文的主要研究内容包括:根据测量需求和狭长管道的特点,设计了基于线结构光扫描和局部扫描、全局拼接的总体测量方案,同时设计了包括结构光视觉传感器、管道爬行车与控制系统、轴向测距与空间姿态定向装置和测量与控制软件四个部分的测量系统。对系统标定方法进行了研究,设计了基于二维棋盘格靶标的结构光参数标定方法和电缸扫描模型标定方法,实验验证了线结构参数标定精度优于±0.060mm,电缸活塞杆扫描过程中绕各轴相对旋转角度均优于±0.100度。对测量系统空间姿态定向方法和测量数据全局拼接方法进行了研究。设计了基于轴向测距与空间姿态定向的方法,建立了管道爬行车空间位姿解算模型,对管道爬行车运动过程中的空间位姿进行解算。采用基于改进迭代最近点算法的点云配准方法,将上一步解算得到的旋转平移矩阵作为迭代初值,进而将各段测量区域点云数据进行高精度融合,解决了局部测量数据在全局拼接时基准不统一的问题,实验验证了点云配准的平均均方根误差可达0.129mm。在实验室环境下,搭建了硬件系统,同时基于Qt和C++开发框架编写了系统测量软件,集成了实验过程中的系统标定、运动控制、图像采集和数据处理等功能。针对实际采集图像中激光条纹的特点,设计了一种适用于本项目的激光条纹中心定位方法,解决了激光条纹边界误提取的问题。利用标准环规进行了局部测量精度验证实验,直径测量实验精度优于±0.189mm,实验标准差为0.132mm,验证了局部测量的精度和可重复性。利用狭长管道开展了系统功能性验证实验,实验表明,本文所设计的测量系统及测量方案可实现狭长管道内表面三维形貌的自动、快速测量,在测量精度及测量效率方面满足测量需求。

关键词：狭长管道形貌测量线结构光系统设计

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忽必烈的民族关系思想

烟台大学学报（哲学社会科学版） 2022年第4期35卷 81-89页

作者：罗成成兰州大学西北少数民族研究中心甘肃兰州730020

忽必烈的民族关系思想主要由“天下一家”、迁都及汉化等思想组成。忽必烈民族关系思想的来源是多方面的,既受到其祖宗方面的影响,也和当时的现实密切相关,同时还受其儒臣的影响。忽必烈的民族关系思想不仅对蒙元政权巩固、缓和民族矛... 详细信息

忽必烈的民族关系思想主要由“天下一家”、迁都及汉化等思想组成。忽必烈民族关系思想的来源是多方面的,既受到其祖宗方面的影响,也和当时的现实密切相关,同时还受其儒臣的影响。忽必烈的民族关系思想不仅对蒙元政权巩固、缓和民族矛盾产生重要影响,而且对铸牢中华民族共同体意识也产生一定作用:一是其大一统思想对中华民族共同体形成提供基础,二是迁都大都对中华民族的交往交流交融提供保障,三是其民族关系思想对铸牢中华民族共同体意识提供凝聚力。

关键词：忽必烈民族关系思想中华民族共同体意识

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光响应性纳米纤维的制备及其成骨性能研究

光响应性纳米纤维的制备及其成骨性能研究

作者：李成成郑州大学

学位级别：硕士

骨缺损严重影响患者生活质量。近些年来,骨组织工程的快速发展为骨缺损的治疗提供了一个全新的思路。其是指将种子细胞种植于添加有成骨活性因子的支架材料上,然后移植于机体缺损部位,协助、促进骨的再生修复。静电纺丝技术因其能够制... 详细信息

骨缺损严重影响患者生活质量。近些年来,骨组织工程的快速发展为骨缺损的治疗提供了一个全新的思路。其是指将种子细胞种植于添加有成骨活性因子的支架材料上,然后移植于机体缺损部位,协助、促进骨的再生修复。静电纺丝技术因其能够制备纳米结构的纤维支架,为种子细胞提供良好的生长环境,被广泛应用于骨组织工程支架的制备。目前,电纺纳米纤维支架所携载的成骨活性因子多为易失活、价格昂贵的生长因子,且不能刺激响应性调控骨组织的再生修复。而在本研究中,我们以聚乳酸为基底材料,引入新兴、光响应纳米材料黑磷(BP)和MXene纳米片,将其与无机骨诱导材料结合,通过静电纺丝工艺制备了兼有光热性能和成骨诱导活性的纳米纤维支架,用于协助骨再生,为刺激响应性工程支架的制备提供依据。具体研究内容及结果如下:(1)BP-CPO NFs的制备及其成骨性能研究本章节中,以聚乳酸为基底材料,利用静电纺丝技术制备了掺杂有过氧化钙(CPO)和BP纳米片的纳米纤维支架(BP-CPO NFs)。其中,CPO与水反应能够提供氧气和钙离子;BP纳米片赋予纳米纤维光热转换性能的同时,能降解生成磷酸根。氧气、钙离子和磷酸根作为诱导因子,协同促进细胞增殖及成骨分化。且在近红外(NIR)激光照射下,加速了BP的降解,进一步促进骨再生。扫描电镜(SEM)、Mapping和光热实验结果表明,成功合成的纳米纤维支架具有良好的光热性能;体外CCK-8和细胞骨架荧光染色实验结果表明,BP-CPO NFs具有良好的细胞相容性,能够促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)的增殖、提高细胞活力;体外碱性磷酸酶(ALP)活力测定和茜素红(ARS)染色实验结果表明,其具有优异的、NIR刺激可控的成骨性能;体内皮下异位成骨实验结果进一步证明了其良好的生物相容性及NIR响应的成骨性能。鉴于BP-CPO NFs的光热性能、生物相容性及可控的成骨性能,其能为临床骨缺损及骨组织相关疾病的治疗提供依据。(2)M-@HA NFs的制备及其成骨性能研究本章节中,首先采用生物矿化技术将纳米羟基磷灰石(HA)负载于介孔二氧化硅纳米粒子上,制备矿化二氧化硅纳米粒子(HA-Si ONPs),后将其与MXene纳米片和聚乳酸溶液混合,通过静电纺丝工艺制备HA-Si ONPs/MXene/PLLA NFs纳米纤维(M-@HA NFs)。其中,二氧化硅纳米粒子不仅作为矿物离子(Ca、PO)的储库,还能供给硅元素;MXene纳米片的引入,不仅赋予了纳米纤维优异的光热性能,还可调控这些矿物元素的释放,以此调节骨再生。TEM、SEM、Mapping及光热实验结果表明,M-@HA NFs成功合成,并具有优异的光热性能;体外细胞相容性实验结果表明,该纳米纤维支架能增强BMSCs的代谢活力,促进细胞增殖;体外成骨实验结果表明,M-@HA NFs具有良好的成骨性能,能够促进BM-SCs成骨分化,并在NIR暴露下,其成骨性能进一步显著提高。鉴于M-@HA NFs的光热性能、细胞相容性及可控的成骨性能,其在骨组织工程及热疗领域有着潜在的应用前景。

关键词：骨缺损骨组织工程静电纺丝光响应纳米纤维成骨性能