钛表面多酚介导铜离子涂层制备及抗菌抗氧化性能

背景:钛植入体因比强度高及良好的生物相容性被广泛应用于临床,然而在植入手术过程中,细菌感染及组织受损环境产生大量活性氧物质易导致组织延迟愈合与手术失败,因此开发具有抗菌和抗氧化性能的钛植入体极为重要。目的:鉴于铜离子良好的抗菌性能及多酚类物质优良的抗氧化性能,拟在钛表面制备多酚介导的铜离子涂层,评价其体外抗菌及抗氧化性能。方法:利用碱热法在钛表面制备纳米结构,然后将钛片置于单宁酸及铜离子溶液中,获得多酚介导的铜离子涂层,检测样品的表面形貌与水接触角,利用原子吸收光谱法检测铜离子的携载及释放。将金黄色葡萄球菌分别接种于纯钛片(空白组)、碱热处理钛片(对照组)、多酚介导的铜离子修饰钛片(实验组)表面,观察细菌存活状态。将成骨前体细胞MC3T3-E1分别接种于3组钛片表面,评价材料的抗氧化性能及生物活性。结果与结论:(1)扫描电镜下可见多酚介导的铜离子修饰钛片表面存在棒状纳米结构,并且涂层无裂纹;多酚介导的铜离子修饰钛片表面亲水性接近纯钛片;原子吸收光谱结果显示,多酚介导后钛片表面铜离子的携载量增加了51%,铜离子呈均匀释放。(2)空白组、对照组、实验组钛片的抗菌率为0%,21.65%,93.75%;活死染色与CTC染色显示,空白组钛片表面的活细菌最多,实验组钛片表面的活细菌最少。(3)活死染色与CCK-8检测结果显示,3组钛片均具有良好的细胞相容性,并且实验组钛片更有利于MC3T3-E1细胞增殖;活性氧荧光探针检测显示,相较于其他两组,实验组钛片表面活性氧荧光强度明显减弱;碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,相较于其他两组,实验组钛片表面MC3T3-E1细胞的成骨分化与细胞外基质矿化能力更强。(4)结果表明,多酚介导的铜离子涂层具有较强的抗菌、抗氧化及促成骨分化性能。

研究生激光医学课程思政建设路径的思考与实践

将思政建设融入医学课程是培养医学生职业道德和职业精神的重要途径。激光医学是一门新兴的交叉学科,在激光医学的教学实践中,要深入挖掘课程中的思政要素,提升课程思政建设水平,加强医学研究生的人文素质,同时也要重视教师的思政教育能力培养,提高激光医学教学质量,从而为国家培养更多德才兼备的激光医学人才。

超声诱发成核提高HepG2细胞冷冻消融致死率研究

冷冻消融技术对于治疗实体肿瘤具有一定的效果,但普遍存在降温效果有限、靶向杀伤效率不高等问题。为提高冷冻消融的疗效,提出了将超声诱发成核用于冷冻消融的一种新的辅助手段,研究了2种降温速率下不同诱发成核温度对细胞存活率的影响,观察并记录了超声诱发成核后的胞外冰晶形态、胞内冰晶生成情况及复温后的细胞损伤情况。结果表明:使用超声诱发成核辅助冷冻消融可以提高肿瘤细胞的致死率。慢速冷冻辅助成核组的效果最佳,消融更为彻底,HepG2细胞的存活率低至15.60%±2.60%。快速冷冻辅助成核时,需要配合较低的诱发成核温度才能更好地杀伤细胞。设计开发具有超声诱发成核功能的冷冻消融器械具有实际意义。

曲安奈德联合595nm脉冲染料激光治疗术后早期切口增生性瘢痕效果

目的探讨曲安奈德联合595nm脉冲染料激光(PDL)治疗美容缝合术后切口早期增生性瘢痕的效果。方法选取2021年12月—2023年6月我院门诊收治的色素痣或体表肿物切除术后3个月内切口形成增生性瘢痕的病人56例。以曲安奈德联合595nmPDL治疗者为观察组,595nmPDL治疗者为对照组,每组28例病人。采用改良温哥华瘢痕量表、瘙痒程度数字评分法(NRS)和疼痛视觉模拟评分法(VAS)评价疗效。比较两组病人治疗3~6个月后疗效和不良反应发生率。结果治疗后,观察组疗效和满意度均显著优于对照组(Z=2.6、3.5,P<0.05),瘢痕色泽、柔软度、厚度以及VAS评分、NRS评分均显著低于对照组(t=3.41~12.70,P<0.05)。两组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05)。结论曲安奈德联合595nmPDL治疗美容缝合术后早期切口增生性瘢痕临床疗效及满意度较好,可广泛应用于临床。

生物支架材料在治疗椎间盘退行性变中应用的临床前研究进展

椎间盘退行性变(intervertebral disc degeneration,IVDD)与40%~50%的腰痛有关,是导致中老年人腰痛的主要原因[1]。其治疗方法包括保守治疗和手术治疗。保守治疗主要包括卧床休息、应用非甾体类抗炎药物及康复锻炼等,虽然可以在一定程度上缓解部分患者的疼痛症状,但无法阻止IVDD的发展,且病情易反复[2]。当保守治疗的效果不显著时,患者通常会选择手术治疗。手术治疗包括椎间盘切除、椎管减压、椎体融合以及椎间盘置换术等[3],虽能立即缓解患者大部分的症状,但存在不同程度的脊柱力学性能改变、活动度下降和邻近节段退变等风险[4]。因此,寻找一种疗效佳且风险小的方法成为治疗IVDD的研究热点。

掺钆羟基磷灰石生物纳米复合材料的生物性能评价

目的探讨新型掺钆羟基磷灰石(Gd-HA)复合支架的生物相容性,及其作为细胞培养材料和骨组织工程支架的可行性。方法化学合成Gd-HA复合支架并进行电子显微镜观察;实验分为3组:HA组、Gd-HA组和对照组;分离、培养和鉴定兔脂肪间充质干细胞(ADSCs),在ADSCs体外培养体系加入Gd-HA复合支架浸提液,通过活死细胞染色法评估细胞存活率及细胞毒性,CCK-8法评估支架内细胞增殖能力,茜素红染色评估支架对细胞成骨分化;通过皮肤刺激试验、全身急性毒性试验和支架肌内埋植部位肌肉组织及肝肾脏病理学观察支架材料毒性反应。结果Gd-HA复合支架电子显微镜下呈不规则空隙结构;细胞形态观察显示,ADSCs贴壁生长,呈长梭形;流式细胞术检测CD29阳性率为96.94%,CD44阳性率为97.90%,CD45阳性率为0.10%,CD34阳性率为0.46%;活死细胞染色显示,共培养5 d后Gd-HA组活细胞量明显优于羟基磷灰石(HA)组;CCK-8检测0~3 d内细胞增殖无明显差异;3 d后Gd-HA组明显优于HA组和对照组(P<0.05);Gd-HA组茜素红染色后钙结节沉积明显优于HA组和对照组,呈现更深的红色;浸提液接触皮肤后大体及皮肤组织HE染色观察均未见皮肤刺激现象;浸提液注入腹腔后各实验组一般状态良好,体质量稳步上升趋势(P>0.05);支架肌内埋植部位HE染色显示,Gd-HA组材料与肌肉组织的界面炎症反应明显高于对照组,随着植入时间延长炎性细胞浸润逐渐减轻,8周时材料周围组织形态接近正常肌肉组织,12周时肝肾HE染色观察未见病理性改变。结论Gd-HA复合支架具有良好的生物相容性,有利于细胞的增殖及成骨分化,有望成为组织工程中干细胞移植的良好载体。

聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM1支架在高糖环境下的促成骨性能

背景:口腔颌面骨组织缺损会严重影响患者的身心健康,当糖尿病患者发生骨缺损时血糖异常导致的骨代谢紊乱使修复治疗更加困难。目的:试图将一种具有改善肥胖潜在生物活性的多肽AOPDM1应用于糖尿病患者的骨损伤修复。方法:在正常或高糖环境下,分别采用不同浓度的AOPDM1干预小鼠骨髓间充质干细胞,检测细胞增殖、碱性磷酸酶活性、矿化结节形成及成骨分化基因的表达。利用静电纺丝技术制备聚己内酯支架,以聚多巴胺对支架进行表面改性,制备聚己内酯-聚多巴胺复合支架;最后将支架置于AOPDM1溶液中,制备聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM1支架,检测3组支架的水接触角及力学性能。在正常或高糖环境下,将3组支架分别与小鼠骨髓间充质干细胞共培养,检测细胞黏附、碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白的表达。结果与结论:①与正常环境相比,高糖环境抑制了骨髓间充质干细胞的增殖;相同环境下,AOPDM1可促进小鼠骨髓间充质干细胞的增殖。在AOPDM1浓度相同的情况下,与正常环境相比,高糖环境下骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、矿化能力及Ⅰ型胶原、骨桥蛋白、碱性磷酸酶、Runx2 mRNA表达均降低;相同环境下,AOPDM1可提高骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、矿化能力及Ⅰ型胶原、骨桥蛋白、碱性磷酸酶、Runx2 mRNA表达。②聚己内酯-聚多巴胺支架、聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM1支架的亲水性高于聚己内酯支架(P<0.001),3组支架的抗拉强度与弹性模量比较差异均无显著性意义(P>0.05)。与其他两组支架相比,聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM1支架上的细胞具有更好的黏附形态。当支架相同时,与正常环境相比,高糖环境抑制了骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白表达;当环境相同时,聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM1支架上骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性及骨桥蛋白表达高于其他两组支架。③结果表明,聚己内酯-聚多巴胺-AOPDM支架可促进高糖环境下骨髓间充质干细胞的成骨性能。

人体腹腔器官的三维重建与形变切割仿真

通过将传统面模型转换为体模型的方法,实现了包含肝脏、胃、结肠和胆囊等多个器官的人体腹腔结构的形变、切割与碰撞仿真。首先,以生理学腹腔解剖结构为依据对腹腔内各器官进行三维模型重建;然后,根据腹腔内各器官的生理位置和悬挂方式确定三维模型之间的相对位置,并设置合理的边界约束条件,将三维模型转换为基于体素的体模型;最后对体模型赋予生物力学性质并进行仿真。实验结果表明,该方法能够在保证仿真帧数较稳定的同时产生真实合理的形变、切割和碰撞仿真效果,并且在包含多个器官的情况下依然可以满足视觉实时性要求。

基于超构透镜的微型头戴式荧光显微镜设计

微型头戴式荧光显微镜可以对自由移动活体动物大脑中的神经活动进行实时成像,是近些年兴起的脑科学研究新仪器。然而,目前大多数微型荧光显微镜为了做到更小巧、更轻便,视场都比较小,这使得可用于观测的神经细胞数量受限,虽然有大视场系统的报道,但重量都比较大,对动物的自由行为会产生一定的影响。为了提高微型荧光显微镜成像性能,同时降低其重量,光学系统采用超轻、超薄、成像质量高的超构透镜。本文首先推导了双曲相位超构透镜的像差公式,并以此为指导,完成了一款视场为4 mm×4 mm、NA为0.14的微型荧光显微镜设计,实现了7种初级像差的校正。装配完成的样机重量仅为4.11 g,全视场范围内分辨率为7.8μm,对自由移动小鼠大脑中的神经活动进行成像观测能够达到单细胞分辨率。

离子交联海藻酸盐水凝胶在细胞培养和冷冻保存中的研究

近年来,水凝胶在细胞和类器官培养和冷冻保存方面表现出显著优势,尤其在细胞冷冻保存方面。在该研究中,选用喷雾法,以三价铁和钙为交联剂,采用低成本且易获得的喷枪制备了海藻酸钙和海藻酸铁水凝胶,并用该方法包封了HEK293T细胞和HepG2细胞,研究了不同交联液对包封细胞时细胞存活率的影响,发现交联时间越长对细胞损伤越大,与海藻酸钠溶液交联后发现凝胶后降低了细胞在交联液中的损伤。还制备了不同质量分数海藻酸钠溶液(1%、1.5%、3%)与CaCl_(2)(0.2 mol/L)交联的水凝胶,包封HEK293T细胞并培养7 d,发现细胞均可以很好地在水凝胶中培养。最后,研究了包封后细胞冷冻保存的存活率,结果表明:HEK293T细胞和HepG2细胞在两种体积分数的二甲基亚砜(DMSO)为保护剂的前提下存活率均显著高于未包封组,包封前HEK293T细胞的存活率为33.16%±2.70%(10%DMSO)和16.75%±2.3%(5%DMSO),而包封后的细胞存活率增至76.51%±5.32%(10%DMSO)和60.86%±2.41%(5%DMSO)。对于HepG2细胞,细胞存活率则从包封前的48.93%±3.06%(10%DMSO)和36.22%±2.54%(5%DMSO)增至包封后的78.79%±4.43%(10%DMSO)和64.64%±3.13%(5%DMSO)。在乙二醇(1 mol/L)+丙二醇(1.5 mol/L)+海藻糖(1 mol/L)作为保护剂的前提下,玻璃化保存的HEK293T细胞的存活率由包封前的33.5%±0.8%增至79%±3.76%。数据表明,冷冻保存后包封细胞的存活率明显高于未包封细胞,离子交联海藻酸盐水凝胶可以在细胞冷冻保存中保护细胞。

富血小板血浆-80℃深低温短期保存后细胞因子的变化

目的分析富血小板血浆(PRP)-80℃深低温短期保存以后,其内P-选择素、血管内皮生长因子(VEGF)、血小板源生长因子(PDGF)浓度及其pH值等重要指标的变化,为PRP低温储存提供理论依据。方法取30例健康供者血液制备的PRP,每份样本分装成5份,每份留取0.5 mL,分别为A组(新鲜组)和B~E组(分别冻存5、10、15、20 d)。测定各组PRP的pH值;ELISA法测定各组PRP中P-选择素、PDGF和VEGF的水平;血管形成实验检测A组和E组对HUVEC细胞血管形成能力的影响。结果各组pH值比较差异无显著性(P>0.05);各组PRP中P-选择素、PDGF、VEGF的浓度比较,差异均无显著性(P>0.05);A组和E组中HUVEC血管形成数量比较差异无显著意义(P>0.05)。结论-80℃深低温保存PRP对其pH值、P-选择素、VEGF和PDGF浓度变化无显著影响,可延长PRP临床应用时间。

低温保存红细胞力学性能评估的介电泳方法研究

目的低温保存作为人体红细胞长期储存的技术方案,在临床医学和基础研究中具有巨大的应用潜力。但低温保存过程中的每一步,细胞都不可避免地遭受低温损伤。因此需评估回收的细胞是否保持正常的生理功能和完整的结构。但目前大多数指标是通过细胞群平均值而不是单个细胞来量化。本研究从单细胞角度,用红细胞的力学性能评估低温保存后细胞状态。方法采用微流控、无标记、同步和无损的介电泳方法研究了多种保护剂低温保存人体红细胞对黏弹性的影响。由高速相机获取细胞图像,通过形态学图像分割技术快速提取细胞形变信息。结果用二甲基亚砜低温保存的红细胞的黏弹性优于甘油,采用蔗糖保存优于海藻糖。并且发现红细胞冻融存活率与细胞黏弹性的优劣不具备相关性。结论黏弹性作为评估回收细胞质量的独立指标,无法替代或省略。本研究有助于加深对低温损伤机制的理解。单细胞黏弹性的评估在优化低温保存过程和筛选最佳保护剂等方面展现巨大的应用潜力。同时,鉴于红细胞膜的简单性和特异性,本文研究也可以为其他细胞类型的研究提供新的思路。

不同冷冻技术对同种异体血管移植排斥反应的影响

背景:冻存能够较好地保证血管结构的完整性,如何改善移植后排斥反应的问题受到越来越多的关注。目的:综述不同冷冻技术降低同种异体血管移植排斥反应的研究进展,以期为临床研究提供参考。方法:系统检索中英文数据库CNKI、万方和PubMed以及在线网站Baidu和Google Scholar自建库以来发表的降低同种异体血管移植排斥反应的相关文献。中文检索关键词:心血管疾病、内皮细胞、低温冻存、血管移植、免疫原性、排斥反应,同种异体移植和冷冻保护剂;英文检索关键词:cardiovascular disease、endothelial cells、cryopreservation、blood vessel transplantation or vascular graft、Immunogenicity、immune rejection、allograft or allogeneic transplantation or allograft transplantation and cryoprotectant。按照纳入排除标准共选取68篇文献进行综述。结果与结论:①综述发现通过改进现有冷冻技术能够降低同种异体血管移植排斥反应,其中主要涉及冻融方式和冻存保护剂的选择。②现有研究提示冻干法优于低温冻存,但限于条件未能广泛开展,现仍以低温冻存为主,其中玻璃化冻存、缓慢复温和使用不锈钢乃至含银材料效果优于程序式冻存及快速复温。③渗透性和非渗透性冻存保护剂的联合选择,可以在降低其毒性的同时,进一步减少排斥反应的发生。

经宫腔镜观察通道的脉冲激光耦合方案的设计

为了提高脉冲激光通过宫腔镜的能量,采用相关软件设计了3种透镜耦合方案来提高耦合效率,进行了理论分析和实验验证。结果表明,耦合效率约提高了14%,脉冲激光通过该耦合模块后能取得较好的光声成像效果。该方法可作为辅助工具应用于临床中子宫内膜等疾病的检测,有望提高光声成像技术在子宫内膜的应用。

630 nm LED照射对小鼠巨噬细胞向M1型极化的抑制作用

目的:探讨630 nm发光二极管(LED)照射对体内外小鼠巨噬细胞向M1型极化及功能的影响。方法:以小鼠巨噬细胞系RAW264.7细胞和原代腹腔巨噬细胞为实验对象,在脂多糖(LPS)和干扰素-γ(IFN-γ)诱导其向M1型极化前、后用光照功率密度为8 mW/cm^(2)的630 nm LED照射细胞,利用CCK-8法测定细胞存活率,流式细胞术检测细胞表面活化/共刺激分子CD80和CD86的表达水平,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)和/或酶联免疫吸附分析(ELISA)检测肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和白细胞介素-1β(IL-1β)等的表达与分泌。结果:630 nm LED照射对RAW264.7细胞的存活率无显著影响,但可显著降低经LPS和IFN-γ极化后RAW264.7细胞的CD80、CD86蛋白表达水平及促炎细胞因子TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA表达量(P<0.05)。体内外630 nm LED照射可抑制在体外经LPS和IFN-γ刺激极化后小鼠原代腹腔巨噬细胞TNF-α、IL-6的分泌水平(P<0.05)。结论:630 nm LED照射可抑制巨噬细胞向M1型极化和促炎因子的表达与分泌,这可为M1型巨噬细胞参与的炎症性疾病的治疗提供一些新的思路。

预冷OCT胶缩短术中组织快速冷冻时长的应用体会

准确、及时的术中快速冷冻病理诊断,对手术患者的良恶性判断和手术范围的决定具有重要意义[1]。术中快速冷冻病理诊断通常要求标本送检30 min内完成,缩短冷冻制片时间对提高术中快速冷冻病理诊断至关重要。本科室在实践中通过预冷OCT胶,有效缩短了术中送检组织标本的冷冻时间,现介绍如下。1 材料与方法1.1 材料与仪器收集2023年3~4月我院手术的60例新鲜组织标本,其中肺、甲状腺、乳腺组织各20例。

红光疗法在眼科疾病中的应用研究进展

红光是波长范围在620~760 nm的可见光,兼有良好的光化学和热作用,其穿透力较强,能够达到皮肤深层及组织内部,从而产生一系列的生物效应。在眼科领域,红光疗法最初主要应用于弱视和眼睑皮肤相关疾病的治疗,随着研究的进一步深入,红光逐渐被应用于控制近视进展和视网膜相关疾病。目前,重复低强度红光(repeat low-level red-light,RLRL)在近视进展的控制效果得到充分肯定,成为红光疗法在眼科应用最受关注的热点之一,其主要可能机制包括红光照射能激活线粒体中的细胞色素C氧化酶的活性,促进三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)生成,改善网膜缺氧状况;促进一氧化氮(NO)的合成和释放,引起脉络膜血管的扩张及血流量的增加;诱导巩膜细胞外基质的重塑,增加巩膜的强度。此外,红光疗法可抑制视网膜感光细胞调节通路中的氧化应激、炎症和细胞凋亡,减轻眼表炎症反应和疼痛,有助于周围神经损伤后修复等。文章针对红光疗法在近视、视网膜相关疾病、弱视及眼睑皮肤相关疾病的治疗机制、有效性及安全性进行综述,为红光疗法在眼科领域的应用提供重要的参考价值和依据。

小型化超宽带对拓式Vivaldi天线

提出了一种应用于脑检测成像系统中的小型化超宽带对拓式Vivaldi天线。通过加载旁瓣抑制器使得Vivaldi天线具备低频超宽带和高增益的性能,满足了微波脑检测系统中天线的需求。天线尺寸为0.2λ×0.25λ×0.003λ,实测阻抗带宽为0.5~4 GHz,可达8个倍频程,在3 GHz时实测峰值增益可达到8.5 dBi。在主要工作频带(1~4 GHz)内天线呈现定向辐射效果,天线实测与仿真结果基本吻合。该天线可以应用于微波脑检测系统等医学领域。

心肌梗死后心脏修复中细胞外囊泡的应用及作用

背景:随着研究的进展,越来越多的证据表明间充质干细胞主要通过旁分泌机制来发挥治疗作用,细胞外囊泡是细胞的重要旁分泌成分,其在心血管领域引起了众多科研人员的关注。目的:综述细胞外囊泡治疗心肌梗死相关研究的进展,分析细胞外囊泡的临床应用前景。方法:应用计算机检索中国知网和Pub Med数据库收录的相关文献。中文检索词为“细胞外囊泡,心肌梗死,心脏修复”,英文检索词为“extracellular vesicles,mesenchymal stem cell,embryonic stem cell,induced pluripotent stem cell,cardiomyocyte,target,myocardial infarction,cardiac repair”。检索文献时限为2016-2021年,最终纳入70篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)目前,已有不少研究成功地使用细胞外囊泡治疗心肌梗死并获得了可观的疗效,例如间充质干细胞来源细胞外囊泡和某些分化成熟的细胞来源细胞外囊泡都能通过抑制缺氧心肌细胞凋亡、促进梗死边缘区血管生成、抑制炎症发生发展或减少心肌纤维化的方式来帮助梗死心肌恢复正常生理结构和功能。(2)已经明确细胞外囊泡携带的一些内容物在心肌梗死治疗中的作用机制,其中有不少mi RNA在促进心肌修复的一些关键信号通路中发挥了重要作用,例如mi R-21,mi R-486-5p,mi R-144等。因此,更多的研究不再局限于使用天然来源的细胞外囊泡,而是进一步在细胞外囊泡中装载具有治疗效果的药物或对细胞外囊泡的膜成分进行修饰,从而提升它的心肌靶向能力及修复潜力。

微型头戴式单光子荧光显微成像技术研究进展

微型头戴式单光子荧光显微成像技术是近些年出现的用于神经科学研究的一种突破性方法,可以对自由移动活体动物的神经活动进行实时成像,提供了一种前所未有的方式来访问神经信号,增强了对大脑如何工作的理解。在脑科学研究需求的推动下,目前已经出现了许多种类型的微型头戴式单光子荧光显微镜,如高分辨率成像、无线记录、三维成像、双区域成像和双色成像等。为了更加全面地了解和认识这种新兴的光学神经成像技术,本文按成像视场进行分类,对目前报道的不同类型微型头戴式单光子荧光显微镜所具有的特点进行了介绍,重点讨论了其所采用的光学系统方案和光学性能参数,分析对比了不同方案的优缺点,以及未来的改进方向,以便为脑科学研究人员的实际应用提供参考。