Многокритериальная оптимизация процесса дубления модифицированным методом Хука—Дживса

Розв’язано задачу багатокритеріальної умовної оптимізації хромового дублення шкіряного напівфабрикату із застосуванням модифікованого методу Хука—Дживса. Критерій оптимальності сформульований у вигляді узагальненої адитивної цільової функції. Локальні критерії цільової функції нормовані і приведені до безрозмірного вигляду. Вагові коефіцієнти отримані на основі експертних оцінок. Алгоритм модифікованого методу Хука—Дживса покладено в основу програмного модуля, який реалізовано за допомогою об’єктно-орієнтованої мови програмування Visual Basic for Application. У програмному модулі передбачена можливість роботи з явними і неявними обмеженнями. Розроблений програмний модуль використаний для пошуку оптимальних значень узагальненої цільової функції. Для маловідходної технології дублення шкіряного напівфабрикату з використанням сухого хромового дубителя отримано її математичний опис і визначено обмеження на технологічні параметри процесу. Запропонований метод може бути використаний для оптимізації аналогічних технологічних процесів.The task of multi-objective constrained optimization of chrome tanning of semi-finished leather applying the Hooke—Jeeves method is solved. The optimality criterion is formulated in the form of a generalized additive objective function. Local criteria for the objective function are normalized and nondimensionalized. The weighting parameters are obtained on the basis of professional assessments. The algorithm of the modified Hooke—Jeeves method is the basis for the software module, which is implemented using object-oriented programming language Visual Basic for Application. The possibility to work with explicit and implicit constraints in the software module is provided. The developed software module is used to find the optimal values of the generalized objective function. For a low-waste technology of chrome tanning of semi-finished leather with dry chrome tanning agent its mathematical description is obtained and its constraints on the technological parameters of the process are determined. The optimization problem of the dry chrome tanning of semi-finished leather process is solved and the optimal values of the parameters of the tanning process are determined.Решена задача многокритериальной условной оптимизации хромового дубления кожевенного полуфабриката с использованием модифицированного метода Хука—Дживса. Критерий оптимальности сформулирован в виде обобщенной аддитивной целевой функции. Локальные критерии целевой функции нормируются и приведены к безразмерному виду. Весовые коэффициенты получены на основе экспертных оценок. Алгоритм модифицированного метода Хука—Дживса положен в основу программного модуля, который реализован с помощью объектно-ориентированного языка программирования Visual Basic for Application. В программном модуле предусмотрена возможность работы с явными и неявными ограничениями. Разработанный программный модуль использован для поиска оптимальных значений обобщенной целевой функции. Для малоотходной технологии дубления кожевенного полуфабриката с использованием сухого хромового дубителя получено ее математическое описание и определены ограничения на технологические параметры процесса. Предложенный метод может быть использован для оптимизации аналогичных технологических процессов

Formation of osteoconductive biograft with bioorganic scaffold, human mesenchymal stromal cells, and platelet-rich plasma with its evaluation in vitro

Background: Complex graft bioengineering is an actual topic in bone defects’ repair. For those, different scaffolds may be seeded with mesenchymal stromal cells and growth / differentiation factors. The natural role of platelet factors in reparative processes justifies the possibility of its usage for mesenchymal stromal cell proliferation and differentiation into osteoblasts in vitro in terms of the scaffold-based bioengineering. To develop and evaluate in vitro biocompatibility and osteoconductivity of a complex biograft based on a bioorganic scaffold seeded with human bone marrow mesenchymal stromal cells and saturated with growth and differentiation factors of allogeneic platelet-rich plasma. Results: The properties of viability and adhesion of human bone marrow mesenchymal stromal cells in four types of bioorganic scaffolds were evaluated with biochemical and immunomorphological methods. Scaffold with the least cytotoxicity was used as a basis for complex biograft formation, so as a carrier for cells and platelet-derived factors. Then, cell proliferation activity and osteogenic differentiation were estimated with biochemical, morphological, histochemical and molecular-biological methods. The study showed high viability of cells in all bioorganic scaffolds but the least cytotoxicity was the one based on xenogeneic collagen sponge. We also found that allogeneic platelet-rich plasma positively affects the proliferation and osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stromal cells in a complex biograft in vitro. Conclusions: The properties of the developed complex biograft characterize its biocompatibility and osteoconductivity and make it potentially suitable for regenerative medicine, particularly for reconstructive surgery of bone defects.How to cite: Danilkovich NN, Kosmacheva SM, Ionova AG, et al. Formation of osteoconductive biograft with bioorganic scaffold, human mesenchymal stromal cells, and platelet rich plasma with its evaluationin vitro. Electron J Biotechnol 2024;69. https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2024.01.004