摘要：目的利用CRISPR/Cas9敲除小鼠成肌细胞系C2C12机械生长因子(mechano-growth factors,MGF),研究MGF在IGF-I pre-mRNA选择性剪接和C2C12增殖分化中的作用。方法针对IGF-I第五个外显子设计并构建CRISPR/Cas9基因敲除质粒,通过细胞转染并筛选出MGF发生移码突变的细胞株。采用RT-q PCR技术,检测这些细胞株MGF和IGF-IEa表达变化,以及细胞增殖和肌向诱导分化能力的变化。结果成功构建了针对MGF的CRISPR/Cas9基因敲除质粒,并筛选出3株MGF移码突变细胞株。这些细胞株的MGF和IGF-IEa表达上升,细胞增殖活性减弱,在诱导分化过程中,肌细胞标志性基因myogenin、MGF和IGF-IEa表达升高。结论内源性MGF敲除能够影响IGF-I pre-mRNA的选择性剪接以及增殖分化能力。

摘要：目的利用失重飞行提供的微重力环境验证多坝式空间细胞培养室的设计参数。方法设计了三坝式和五坝式两种结构的插片细胞培养室,在失重飞机抛物线飞行中,通过研究培养室内流场形态、液流更换效率及流速对室内细胞的影响,对其在微重力下的适用性进行了验证。结果三坝或五坝式结构均能在室内隔离形成有效液流通路,确保微重力环境下培养室内溶液的有效更替;插片式设计在方便取出细胞样品用于后续分析的同时,可将细胞培养片固定在培养室底部防止刮蹭细胞;微重力下50μL/min和150μL/min两种换液流速均不会损伤细胞。结论综合考虑空间细胞培养的高容积利用率及短操作时间等需求,插片式三坝细胞培养室结构及150μL/min的换液流速更符合应用要求。

摘要：游乐设施是改善人民群众的精神文化生活质量的重要设施,近年来,乘员人身伤害事故偶有发生。为了减少游乐设施的意外伤害现象,分析游乐设施运行过程中的各种加速度对乘员安全性和舒适性的影响因素,给出针对性的防护和控制措施;在此基础上,提出适合我国人群生理特征的游乐设施加速度耐受阈值曲线和能够反映乘员舒适程度、加速度耐受能力和加速度风险等级之间量化关系的加速度评价指数,形成基于乘员加速度影响分析的设计方法,初步实现游乐设施设计过程中安全性、刺激性和舒适性的协调统一,为游乐设施设计提供了理论指导。

摘要：目的探索不同重力环境下人体行走和跑步时的足底受力特性。方法 7名健康成年男性受试者在垂直体位的减重跑台上分别在正常重力(1G),模拟火星重力(1/3 G)和模拟月球重力(1/6 G)环境下进行3、7和10 km/h的行走和跑步活动。使用F-scan鞋垫式足底压力测量系统对运动过程中的步态时相参数、力学参数及步态平衡性等指标进行分析。结果相同速度下,步态周期中的支撑相时间随重力下降有明显减少(P0.05)。最大足底受力、平均足底受力和受力积分随着重力下降有明显减少。正常重力环境下,步行速度增加可引起最大足底受力、平均受力明显增加以及受力积分显著减少(P0.05)。左右垂直冲量比在不同重力环境之间差异显著(P<0.05),但时相对称性则并无明显差异。结论低重力环境下,足底受力和支撑相时间等维持骨骼和肌肉结构功能的指标均显著低于正常重力环境,提示在将来设计太空飞行中防护措施和锻炼处方时需要充分考虑这一因素,以维持航天员正常的骨骼和肌肉功能。

摘要：利用小孔成像原理对中能电子成像仪探头的机械结构进行了设计,为保证探头单元暴露于外辐射带辐射环境12年的总剂量小于5krad,确定其壳体厚度为约3mm的铜,探头的角分辨率为20°;根据带电粒子在硅中的能量损失规律对探测器进行了防质子污染设计,确定了探测器厚度为1000μm,其屏蔽层厚度为10μm等效硅。最后对设计探头的质子污染率进行了计算,结果表明该中能电子成像仪探头的设计满足外辐射带空间中能电子探测的需求,为中能电子成像仪的研制奠定了基础。

摘要：等离子引发磁膨胀技术被美国航空航天局推荐为最有工程应用价值的空间辐射主动防护技术。在该技术中,高密度等离子体发生器的设计是其中的关键技术之一。本文设计了一种高密度螺旋波等离子体发生器,采用13.56 MHz射频源激发等离子体天线,并将该等离子发生器偏心放置在表面磁感应强度为0.1 T的柱状永久磁铁内,以氩气为工作气体进行了真空舱磁膨胀实验。利用朗缪尔探针,对发生器产生的等离子体密度及温度随输入功率的变化进行了测量,该发生器成功地引发了磁铁磁场膨胀。

摘要：针对悬吊式微重力环境模拟系统无法补偿人体下肢重力负荷的不足,设计了用于补偿人体下肢重力负荷的外骨骼系统。外骨骼系统采用被动重力补偿方法实现对下肢的重力补偿,能够对重力补偿水平进行调节控制。根据重力补偿原理,采用刚度矩阵法,对重力补偿设计公式进行推导,建立弹簧参数与系统几何惯性参数之间的关系。研究分析重力补偿对人体下肢系统动力学性能的影响,最后利用ADAMS软件对下肢系统模型进行仿真,仿真结果验证了外骨骼系统重力补偿原理和设计公式的正确性以及在实际运用中的可行性和合理性。

摘要：人类对空间的探索从近地轨道向深空延伸,空间辐射作为载人飞行中不可避免的有害环境因素倍受关注。由于飞往月球的过程中脱离了地球磁场的防护,并且月球表面几乎没有大气层及磁场,所以航天员在登月飞行中所遭遇的空间辐射环境与近地轨道飞行有很大的差异。本文通过分析载人登月与近地轨道空间辐射环境及其对航天员辐射危险的不同,为载人登月项目实施中飞船和登月服工程设计、航天员辐射危险评价及防护措施的制定等提供参考依据。

摘要：基于微分几何齐次坐标方程建立了人机外骨骼运动学方程,根据下肢运动参数得到边界条件,并以此为依据利用Matlab软件绘制了踝关节运动轨迹;面对目前人体下肢外骨骼与人体下肢运动中存在干涉的问题,建立了空间异面直线最短距离的方程,并以此为条件依据外骨骼大腿杆到人体大腿杆最短距离大于人体大腿肌肉厚度的原则进行求解,得出了人机两腿杆对应关节距离的关系式,解决了下肢外骨骼人机干涉的问题;依据设计理论完成了面向载人航天应用的多关节低阻尼下肢外骨骼的结构设计。

摘要：目的针对地面悬吊法模拟失重快速运动过程中较难实现恒定拉力的提供,设计一种能够实现较高精度的快速响应与补偿并能够稳定输出的恒拉力系统。方法首先依据低重力系统主动悬吊法原理设计恒拉力系统,其次根据拉格朗日定理推导系统动力学模型方程,最后通过MATLAB编译程序求解系统中执行部件频响函数。结果通过求解固有频率,改变参数去除了三阶固有频率奇异点,并得出各阶固有频率偏离电机减速机输出频率,同时得出激振频率与执行部件振幅关系。最终选定弹簧为40000 N/m,直线电机、支轨与压簧部分质量提升到13 kg,使得系统稳定输出,快速响应。结论构建了恒拉力系统,系统不会发生共振,执行部件共振点与平稳点对应的频率与自身质量和末端弹簧刚度有关,最终能够调整参数实现恒拉力系统快速响应与稳定输出。