细胞三维动态培养微器件的设计与制作

细胞培养是进行细胞研究的基础,为了在细胞体外培养时提供一种近似于体内的微环境,设计了一种可供细胞三维动态培养的微器件。首先设计了用于输运流体的微通道网络,培养池对称布置于微通道网络中,通过一系列"多进多出"型微通道分别与进样口和出样口相连。利用Comsol软件中的层流物理场和多孔介质物理场耦合对培养池内的流场进行仿真,通过比较流场的均一性和稳定性优化微通道网络结构。然后,采用静电直写技术在培养池内集成聚己内酯(PCL)三维支架,构建细胞三维培养空间。最后,封合微器件,检测微器件培养池内的流体流动情况,并进行细胞实验。实验结果表明,"2×2"型微器件培养池内的流体稳定性和均一性较好;PCL三维支架的纤维间距400μm,纤维直径80μm,孔隙率64%,细胞存活率达到90%以上。该细胞三维动态培养微器件更好地模拟了生物体内细胞生存所需的微环境,培养池内的细胞生长良好,满足设计要求。

人皮肤成纤维细胞动态培养后在不同保存条件下的活力研究

目的观察人皮肤成纤维细胞经动态培养增殖达到平台期后不同保存条件下细胞的活力。方法以微载体cyto-dex-3为载体,接种成纤维细胞,用改良培养基进行动态培养,以静态培养为对照,检测两种方法培养的细胞在常温和4℃保存条件下的活力和保存时间。结果成纤维细胞在微载体动态培养中具有正常的形态,能快速大规模扩增,在室温条件下能保存较长的时间并具有较高的活力。结论动态培养的成纤维细胞扩增迅速良好,且保存方法简单又能维持较高的活力,保存时间较长,具有静态培养不可比拟的优越性,对组织工程皮肤种子细胞的运输、保存具有较高实用价值。

面向新经济的电子信息工程专业改造升级及动态培养机制的研究

面向新经济、新业态、新产业和新模式,传统专业正在进行新工科的改造升级。电子信息工程专业作为支撑"中国制造2025""互联网+"移动互联网和信息消费等时代需求的专业之一,亟待优化升级。文中通过新工科实践研究,以专业主动适应区域经济发展为出发点,通过促进电子信息与各领域的交叉融合,并通过需求反演能力点构成,以能力点反向设计培养体系,建立主动适应地方经济的动态培养模块,创新教学方式,建立专业发展的革新机制。

研究生动态培养初探

论述了研究生实施动态培养的必要性 ,并提出了实施动态培养的若干构想 。

可控微管道结构支架构造及旋转式动态培养研究

骨组织工程中。支架的构造。尤其是支架内部微管结构的构造。是一项十分关键的技术。利用光固化快速成形间接构造方法。制备尺寸适合。空间走向、分支、相互连通性完全可控的微管道结构支架。光学显微镜下观察表明：所构造微管道尺寸均在200-600μm，其空间走向、分支与设计结构一致。微管道之间完全相互连通。将所构造支架复合成骨细胞之后。分别置入6孔培养板和自行研制的旋转式三维动态培养系统。进行体外培养。用扫描电镜观察细胞在其表面和内部微管道的生长情况。结果表明：三维动态培养条件下。支架表面的细胞分布更加均匀，微管道内部也有少量细胞长入。

面向重大复杂工程需求的研究生动态培养模式——以桥梁工程学科为例

党的十九大以来,国家对交通强国战略重视程度持续加深,创新发展步伐不断加快。随着我国交通运输的快速发展,从港珠澳大桥的建成到川藏铁路的全线开工,桥梁工程建设正面对各种前所未有的挑战;从主跨1700 m杨泗港长江大桥的建成到主跨2300 m张靖皋长江大桥的开工,大跨度桥梁规模正不断刷新纪录。为培养具有面向重大复杂工程能力需求的研究生,提高研究生创新和实践应用能力、分析和解决问题能力、质量和效率并重能力等,建立了以学生为中心的复合指导模式。由团队负责人对研究生培养的核心环节进行把关,青年教师对具体科研工作进行指导,以充分发挥导师团队的指导作用。在此基础上,建立以研究方法指导、综合能力培养、应用创新突破为主的“面—线—点”培养模式,逐步细化和动态调整培养方案。实践结果表明,以研究生为中心的复合指导增强了研究生的参与感和获得感,结合“面—线—点”动态培养模式为研究生“量身定制”的培养方案,可更好地激发学生的主观能动性,提高科研成果质量和数量。研究生从任务式地完成科研工作到自主探索式地完成学位论文,个人综合能力得到有效提升,可更好适应重大复杂工程对创新能力的要求。

软件工程人才动态培养模式的研究与实践

根据我国对软件人才的需求和省属院校的特点,针对软件技术应用型、研究性应用型和复合应用型三类人才的培养,提出了"学生自我调整、课堂理论教学、课外项目驱动、实践培训"四维一体的新型动态人才培养模式",在建设软件高端实训环境的同时,改革与之相配套的培养模式,阐述了各类型人才与培养环节、实践培训之间的关系,给出了具体的建设思路和方法。

高职水利水电工程专业人才动态培养模式探讨

黄河水利职业技术学院在国家重点高职专业———水利水电工程专业教学改革中 ,针对水利水电行业经济发展的特点 ,设置了建筑、监理、河务、管理四个不同的专业方向 ,对专业培养过程进行模块化处理 ,构建成高职水利水电工程专业全新的“大专业、多方向、模块化”的人才动态培养模式。该培养模式使专业人才教育工作基本稳定 ,遵循专业教育教学的普遍规律 ,同时也做到人才专业教育与社会和行业经济及职业岗位对人才需要的直接接轨。

“1+2”动态培养模式之“专业实习”的研究与实践

在“1+2”动态培养模式中,讨论了计算机专业的专业实习模式的特点,并对2006届专业实习模式进行了分析和研究。结果表明,这个模式适应了计算机专业的特点,紧贴市场需求,直接提高了学生的就业竞争力,对培养学生的全面素质有着直接的意义。

安全工程专业工程硕士“四位一体”动态培养模式的构建

工程硕士教育作为一种处于发展探索阶段的特殊的研究生教育模式,具有鲜明的应用性、工程性、实践性等特点。在移动互联网迅速发展的形势下,如何适应外界环境和社会需求变化,构建工程硕士的动态培养模式,成为迫切需要解决的问题。本文以环境超系统理论为基础,在实践中探索形成了工程硕士“四位一体”的动态培养模式。

微流控芯片细胞动态培养装置的设计与制作

基于微流控芯片的细胞培养能有效模拟细胞在体生存微环境,为实现微流控芯片内细胞的长期动态培养及实时观察,设计并制作了一种微流控芯片细胞动态培养装置。首先,采用分体式设计,利用SolidWorks分别构建培养箱、控制箱和载泵箱的三维模型,根据性能要求设计控制系统并配备硬件。接着,利用Comsol软件中的焦耳热模块对加热器ITO玻璃进行热力学仿真,通过分析温度场验证可行性。然后,搭建培养装置,进行调试,并检验其稳定性。最后,进行细胞培养实验。采用分体式设计可有效减小培养箱体积,实现与显微观测系统的兼容;培养装置对温湿度的控制稳定性良好;细胞生长状态良好,生长曲线呈“S”形,细胞存活率达到95%以上。该分体式微流控细胞动态培养装置可长期为细胞培养提供所需环境,并可进行实时观察,满足设计要求。

耳郭软骨细胞微载体的体外三维动态培养

背景:软骨细胞是软骨组织工程最常用的种子细胞,但是如何在体外扩增的同时又能维持其良好的软骨表型是研究的重点和难点之一。目的:通过微载体动态培养法,明确三维动态培养对耳郭软骨细胞增殖和分化的影响,为建立规模化扩增方法提供技术参考。方法:应用胰酶、胶原酶消化法分离、培养猪耳软骨细胞,并将获得的软骨细胞分为3组:培养皿单层培养、微载体三维静止培养和微载体三维动态培养。应用扫描电镜、荧光倒置显微镜、DIO荧光染色、冰冻切片DAPI染色观察细胞在微球上生长情况,DNA定量检测软骨细胞增殖能力,Real-time PCR检测软骨相关基因表达差异。结果与结论:①第1代软骨细胞可快速贴附于CultispherG多孔微载体表面,微载体动态培养组细胞数量多于微载体静止培养组,而且微载体动态培养组细胞分布更为均匀;②培养皿单层培养时,软骨细胞在4d时进入平台期,微载体动态培养组软骨细胞对数生长期延长为2-10 d,细胞数量在14 d达到高峰,微载体静止培养组细胞增殖速度缓慢;③在长期体外培养中,二维培养和微载体静止培养软骨表型丧失,而微载体三维动态培养在促进细胞增殖的同时,能够维持软骨表型;④结果表明,微载体联合旋转细胞培养系统三维动态培养可以作为耳郭软骨细胞规模化扩增的一种方法。

青年人才动态培养机制研究与思考

在人力资源的重器时代,青年人才培养已成为中国石化“人才强企工程”的战略性安排。本文着力探索如何解决岗位与人才属性的适配、降低岗位边界的制约,通过建立人才属性标签数据池,完善适配岗位及企业需求的动态人才培养机制。

抗坏血酸对动态培养体系中mESCs扩增特性的影响

在动态培养体系的培养过程中向培养基添加抗坏血酸后,可延迟小鼠胚胎干细胞(Mouse embryonic stem cells,mESCs)内与老化相关的β-半乳糖苷酶活性显著升高的时间,从培养6 d延迟至10 d;同时,实验组细胞内的活性氧水平均低于对照组,两组之间在培养8~9 d时呈显著性差异;在培养8 d时,实验组mESCs的总细胞扩增倍数和SSEA-1+细胞的扩增倍数分别为53.9±1.5和51.9±6.3,显著高于对照组的41.3±0.9和40.1±3.9。可见,抗坏血酸可显著降低细胞内活性氧水平,明显改善动态培养时mESCs的老化状态,促进mESCs的体外扩增。该结果为解决胚胎干细胞规模化培养过程中细胞老化问题提供了一种解决思路。

旋转细胞培养系统对老年人表皮干细胞增殖和干性维持的影响

背景:由于人口老龄化和老年疾病的增加,对老年人表皮干细胞的研究和利用变得越来越重要。但由于老年人表皮干细胞的增殖和干性能力较弱,限制了其在生物医学和临床研究的应用。目的:探讨旋转细胞培养系统培养的老年人表皮干细胞的增殖和干性维持能力。方法:采用传统平面培养方法获取儿童(7-12岁)和老年人(60岁以上)表皮干细胞,经细胞形态学和细胞免疫荧光鉴定后,通过流式细胞术、CCK-8、细胞克隆形成实验分析儿童和老年人表皮干细胞增殖能力的差异;采用旋转细胞培养系统和3D TableTrix®微载体培养儿童和老年人表皮干细胞,通过活/死染色、细胞倍增效率、细胞倍增时间以及实时定量聚合酶链反应检测细胞增殖情况以及干性标志物的表达。结果与结论:①在平面培养条件下,儿童组表皮干细胞较老年组具有更强的增殖能力;②与平面培养相比,经旋转细胞培养系统动态培养的老年人表皮干细胞的细胞倍增效率更高(P<0.01),细胞倍增时间更短(P<0.01);③旋转细胞培养系统动态培养促使老年人表皮干细胞自组装形成基于微载体支架的三维细胞球,具有和儿童组表皮干细胞相似的增殖情况;④动态培养后的老年人表皮干细胞在干性标记物基因(ITGA6和ITGB1)、基底细胞标记物基因(K5)和分化标记物基因(K10和K1)表达上可达到和儿童组相近的表达水平。结果表明:旋转细胞培养系统动态培养不仅可以提高老年人表皮干细胞的培养效率,促进细胞增殖和自组装成三维细胞球,而且可维持老年人表皮干细胞一定的干性,未发生完全终末分化。

体外模拟压应力三维动态培养构建组织工程软骨的实验研究

目的通过体外模拟压应力刺激兔软骨细胞复合脱细胞软骨细胞外基质(extracellular matrix,ECM)源性三维多孔支架培养组织工程软骨,探讨生物反应器中三维动态培养对软骨生长的促进效应。方法取健康成年新西兰大白兔四肢关节软骨分离培养软骨细胞,将第2代细胞复合于脱细胞软骨ECM源性三维多孔支架,静态预培养5 d后随机分为2组,A组继续静态培养,B组于生物反应器中进行动态压应力加载(频率1 Hz,15%压缩应变)培养。3周后采用活-死细胞染色试剂盒检测细胞活性,扫描电镜观察细胞在支架上的生长及分布,定量检测支架中细胞的糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)、胶原蛋白及DNA含量,进行力学分析检测弹性模量。结果激光共聚焦显微镜观察示,B组支架内细胞生长良好且分布均匀;A组细胞生长较差,中心区域失染。扫描电镜观察示,B组软骨细胞在支架上黏附、增殖、生长良好;A组软骨细胞明显减少,且分布散乱。生化成分分析示,B组胶原蛋白、GAG及DNA含量分别为(675.85±27.93)μg/mg、(621.72±26.75)μg/mg、(16.98±3.23)μg/样本,A组分别为(438.72±6.35)μg/mg、(301.63±30.51)μg/mg、(10.18±4.39)μg/样本,B组各成分含量均明显高于A组(t=18.512,P=0.000;t=17.640,P=0.000;t=2.790,P=0.024)。力学性能测试示,B组弹性模量(0.67±0.09)MPa显著高于A组(0.49±0.16)MPa和空白支架(0.43±0.12)MPa差异有统计学意义(P<0.05)。结论生物反应器模拟压应力三维动态培养优于普通静态三维培养,可提供有利于软骨细胞在ECM支架中生长的最佳环境,是体外构建组织工程软骨的良好方法。

基于微流控芯片的动态胚胎培养

目的：在微流控芯片上模拟输卵管收缩和纤毛运动引起的流体机械刺激和生化刺激,发展一种接近生理状态的胚胎动态培养方法,探讨其在体外受精-胚胎培养中的价值.方法：按功能构建微流控芯片,优化流体速度,使小鼠受精卵在芯片微孔中接受持续的灌注培养,同时在芯片上实现胚胎发育的监测.比较用微流控芯片法和常规微滴培养法的胚胎发育情况和囊胚形成率.结果：微流控培养系统流体速度在10 μl/h时胚胎发育情况较好,获得的囊胚率最高（47.9％,23/48）.体外受精胚胎在微流控培养组5～8细胞发育率、桑葚胚发育率和囊胚形成率均明显高于微滴培养组（53.1％ /46.6％、50.3％ /41.5％和45.5％ /35.5％）,两组之间比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）.而两种培养方法获得的2～4细胞发育率分别为63.4％和60.2％,差异无统计学意义.结论：胚胎培养过程中的物理微环境会影响胚胎质量,这种基于微流控芯片的胚胎动态培养方法可以显著改善胚胎质量,有希望成为辅助生殖技术中胚胎培养的一种新型工具.

动态培养对骨髓间充质干细胞在三维多孔支架中成骨分化的影响

目的研究动态培养条件下人骨髓来源的间充质干细胞在三维多孔支架中的成骨状况。方法从人骨髓中分离间充质干细胞进行体外培养扩增,将第3代细胞与多孔β-磷酸三钙支架复合。对细胞/支架复合体进行动态灌注培养(动态培养组)以及静态培养(静态培养组),28d后采用MTT法检测三维支架中细胞的增殖,通过p-磷酸硝基苯法检测碱性磷酸酶活性,以及应用ELISA方法检测培养过程中骨桥蛋白及骨钙素的分泌。同时对培养后的细胞/支架复合体进行电镜观察及组织学检测,观察人骨髓间充质干细胞形成矿化细胞外基质的能力。结果培养28d后,动态培养组细胞增殖及ALP活性显著高于静态培养组(P<0.05)。整个培养过程中,动态培养组骨桥蛋白及骨钙素的分泌高于静态培养组。静态培养组中细胞仅在多孔支架周缘增殖,而动态培养组中细胞则在整个支架内增殖。另外,动态培养组支架中形成的组织及新生骨明显多于静态培养组(P<0.05)。结论动态培养有利于人骨髓来源的间充质干细胞在三维多孔支架中增殖并向成骨方向分化。

一种基于微流控芯片的胚胎动态培养方法

目的:建立一种接近生理状态的胚胎动态培养方法。方法:按功能设计和构建微流控芯片,使小鼠体外受精卵在微流控芯片微孔中接受持续的灌注培养,同时模拟输卵管收缩和纤毛运动引起的流体机械刺激和生化刺激,并与常规微滴培养法比较,监测胚胎发育情况和囊胚形成率。结果:微流控芯片动态培养方法可显著改善胚胎的质量。与常规微滴培养法相比,微流控动态培养获得的4-细胞胚胎、桑椹胚和囊胚形成率均有显著提高(68.4±1.2%vs 53.2±2.5%;55.3±2.6%vs 45.5±3.3%;40.5±2.7%vs 35.5±2.3%)(P<0.05)。而2种方法获得的卵裂率无统计学差异(75.5±3.2%vs 73.9±4.2%,P>0.05)。结论:在微流控芯片上实现了小鼠近生理状态的胚胎培养,显著改善了胚胎质量,有希望成为一种胚胎培养的有力工具。

自体软骨细胞复合Ⅰ型胶原支架体外动态培养的实验研究

[目的]比较体外静态与动态培养两种方式对培养人关节软骨细胞复合Ⅰ型胶原支架材料的效果,从而探索体外构建移植物用于治疗关节软骨缺损的适宜条件及方式。[方法]分离培养人关节软骨细胞,P2代软骨细胞接种于Ⅰ型胶原支架,随机分为3组,A组:静态培养;B组:动态培养;C组:单层培养。采用倒置相差显微镜、荧光显微镜、SEM、HE染色观察细胞在支架上的分布、黏附、生长及形态特点,实时荧光定量PCR检测软骨细胞表型特异基因Ⅱ型胶原的表达情况。[结果]体外单层培养的软骨细胞(P2)以多角形为主,Ⅱ型胶原蛋白表达阳性,提示P2代细胞表型维持良好;与A组比较,B组细胞数量较多且分布均匀,细胞形态较均一,以多角形为主;A、B组样本大体结构及内部孔隙结构均保持完整,孔隙内均可见细胞黏附,B组孔隙内细胞数量及细胞外基质优于A组;A、B组的Ⅱ型胶原基因mRNA表达水平较单层培养组明显增加。[结论]软骨细胞复合Ⅰ型胶原支架体外动态培养较静态培养可明显促进细胞增殖及细胞外基质分泌。因此,动态培养有望成为体外构建自体软骨细胞移植术所需移植物的一种有效方法。