三维动静态培养软骨源性微组织的细胞行为及软骨形成能力

背景:与传统二维培养相比,三维培养软骨微组织具有更大的优势,但仍需进一步探索更有利的三维培养方式。目的:评价2种三维培养方式下微组织的细胞行为及促软骨形成能力。方法:通过化学脱细胞方法和组织粉碎方法制备软骨源性微载体,采用DNA定量和核染色验证脱细胞是否成功,通过组织学染色观察脱细胞前后基质保留情况,采用扫描电子显微镜和CCK-8方法对微载体进行表征;通过三维静态培养法和三维动态培养法将软骨源性微载体与人脂肪间充质干细胞结合构建软骨源性微组织,利用扫描电子显微镜、活死染色、RT-qPCR等手段检测两组微组织的细胞活力及成软骨能力。结果与结论:①成功制备软骨源性微载体,与脱细胞前相比,脱细胞后DNA含量显著降低(P<0.001);扫描电子显微镜观察微载体表面有胶原包绕,保持天然软骨细胞外基质特征;CCK-8法检测表明微载体无细胞毒性且能够促进细胞增殖;②扫描电子显微镜及活死染色结果显示,相比三维静态组,三维动态组微组织细胞具有更舒展的形态,细胞与细胞间、细胞与基质间、基质与基质间形成广泛的连接;③RT-qPCR结果表明两组微组织SOX9、蛋白聚糖、Ⅱ型胶原表达在培养7 d或14 d时均增高;14 d时三维动态组各基因相对表达量均显著高于三维静态组(P<0.05);21 d时三维静态组各基因表达均显著高于三维动态组(P<0.001);④结果表明,与三维静态培养微组织相比,三维动态培养微组织可在更短时间实现软骨相关基因的高表达,显示出更好的细胞活性和成软骨能力。

机械灌注技术在脑组织缺血保护中的应用及展望

机械灌注技术已广泛应用于心脏、肝、肺、肾和脑等器官的保护,在脑组织保护方面主要用于心脏血管相关手术、失血、栓塞等原因引起的脑组织缺血损伤的辅助治疗。机械灌注技术能够及时恢复缺血性脑组织血供或提供低温环境降低脑组织代谢,可以减少脑组织神经元以及脑组织结构的损伤和破坏,提高患者生命质量。脑组织机械灌注方式种类多样,哪种可作为最佳脑组织保护策略仍未达成有效共识,但并不影响该技术的临床应用。机械灌注技术对组织器官和生命整体的保护具有巨大潜力,未来希望创建更好的脑机械灌注技术平台,以应对各种缺血导致的脑组织损伤情况。同时,也可将其应用于各种严重创伤引起的血液循环停滞致脑组织损伤患者,在更大程度上救治当前常规治疗方案无法救治的脑组织损伤病患。

临床输血的新希望:基于基因编辑猪的异种输血

虽然基于人类血液的血库能够为人们提供及时有效的输血,但因其来源受到诸多限制,科学研究从未放弃寻找新的血液来源。随着转基因技术的应用和基因编辑猪的成功培育,将基因编辑猪血液作为临床输血的潜在来源已引起广泛关注,现已有临床前研究探索基因编辑猪红细胞输注于灵长类动物体内的可行性。本文探讨了基因编辑猪红细胞体内异种输血相关研究及未来发展方向。

人源化基因修饰猪红细胞与人血清免疫相容性的体外研究

目的 探讨野生型(WT)、四基因修饰(TKO/hCD55)和六基因修饰(TKO/hCD55/hCD46/hTBM)猪红细胞与人血清的免疫相容性和免疫差异。方法 收集20名不同血型志愿者的血液,将WT、TKO/hCD55和TKO/hCD55/hCD46/hTBM猪红细胞、ABO-相容(ABO-C)及ABO-不相容(ABO-I)人红细胞分别暴露于不同血型人血清中,检测血凝集、抗原抗体结合(IgG、IgM)水平和补体依赖细胞毒性,评估2种基因修饰猪红细胞与人血清的免疫相容性。结果 ABO-C组未出现明显凝集;WT组和ABO-I组凝集水平高于TKO/hCD55组和TKO/hCD55/hCD46/hTBM组(均为P<0.001)。WT组猪红细胞裂解水平高于ABO-C组、TKO/hCD55组和TKO/hCD55/hCD46/hTBM组;ABO-I组猪红细胞裂解水平高于TKO/hCD55组、TKO/hCD55/hCD46/hTBM组(均为P<0.01)。TKO/hCD55组猪红细胞IgM和IgG结合水平均低于WT组和ABO-I组;TKO/hCD55/hCD46/hTBM组猪红细胞IgG和IgM结合水平低于WT组,IgG低于ABO-I组(均为P<0.05)。结论基因修饰猪红细胞的免疫相容性优于野生型猪,并接近于ABO-C,人源化猪红细胞在血资源奇缺时可考虑作为血液来源。

六基因修饰巴马小型猪活体供肾切取研究报告

目的总结基因修饰猪活体供肾切取的经验及其实践价值。方法采用活体供肾切取技术,切取六基因修饰猪左侧肾脏。首先阻断输尿管,游离下腔静脉及腹主动脉后,切取过程中依次完成输尿管、肾静脉、肾动脉的显露、游离。在腹主动脉、下腔静脉上阻断钳,离断肾动脉、静脉后立即用4℃肾保存液进行灌注,保存在冰生理盐水中准备移植。同时完成供体腹主动脉、下腔静脉缺口的缝合。记录手术时间,出血量,热缺血和冷缺血时间,并发症发生情况以及供、受体存活情况。结果成功切取基因修饰猪左肾,取肾术中出血5 mL,热缺血时间45 s,冷缺血时间2.5 h。供、受体均未输血,植入受体内的肾脏恢复泌尿功能。切取左肾后供体健康存活8个月余。结论基因修饰猪活体供肾切取技术安全可靠,游离肾脏过程中同时处理分支血管,减少了修肾过程,缩短了冷缺血时间,活体供肾切取有助于后续供体存活并进行其他科学研究。

淤泥质浅滩泥沙临界起动切应力剖面确定

为了确定淤泥质浅滩泥沙的临界起动切应力垂线剖面,采用音叉密度计在淤泥质连云港徐圩浅滩进行了定点密度垂线分布测量,并针对该海域的泥沙利用长水槽和环形槽开展了泥沙起动室内试验。淤泥密度现场结果表明,浅滩泥沙密度与深度满足对数型关系;室内试验得出密度1 050～1 400 kg/m3的泥沙临界起动切应力值为0.1～1.0 Pa,泥沙临界切应力与密度呈指数关系;进而确定了临界起动切应力与深度的关系即临界起动切应力剖面,该剖面关系式可供数学模型模拟淤泥质浅滩的泥沙起动过程参考。

高速轻载圆柱滚子轴承打滑率的计算

高速轻载条件下工作的圆柱滚子轴承，出现滚子相对内滚道的滑动现象，即滚子公转打滑。打滑率过大会导致轴承迅速烧伤损坏。采用拟动力学的分析方法，考虑滚子离心力和弹流润滑，建立四个基本方程，求出滚子实际公转速度。将实际公转速度与无打滑的公转速度比较，便可求出滚子公转打滑率。附图４ 幅，参考文献４ 篇。

六基因编辑猪-食蟹猴异种肾移植围手术期监测初步报道

目的探讨六基因编辑猪-非人灵长类动物异种肾移植模型的构建。方法将人源化基因编辑猪(GTKO/β4GalNT2KO/CMAHKO/hCD55/hCD46/hTBM)的肾脏移植给食蟹猴,观察受体存活情况及恢复血流灌注后肾脏情况。定期监测肾脏实质回声、血流变化及大小;进行血常规、肾功能检测及电解质检测;监测尿液、粪便及体质量动态变化。食蟹猴生命终点取移植肾、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、盲肠行病理学检查。结果受体术后7 d死亡。恢复血流后,肾脏灌注良好,器官质地柔软,色泽正常。受体生命终点时见肾脏腹侧有少量脓性分泌物附着,明显充血肿大,呈“大红肾”外观。术后随时间延长,肾实质回声增高,血流减少,皮质逐渐增厚,肾周及腹腔有少量积液。受体术后外周血红细胞、血红蛋白、白蛋白及血小板进行性下降,血清肌酐在术后7 d升高至308μmol/L,K^(+)变化不大。术后即有淡黄色尿液排出,术后3 h内即恢复饮食及饮水并排淡黄色成形大便1次。术后1 d内尿液颜色逐渐变淡红至恢复正常,尿常规检测结果相符。术后2 d晨起排褐色血便2次,量较多,予以奥美拉唑进行抑酸治疗,至术后4 d大便恢复正常。β2-微球蛋白在术后7 d增至0.75 mg/L。体质量增加1.7 kg。尸检病理学检查发现移植肾间质水肿出血,大量淋巴细胞和巨噬细胞浸润,小动脉壁及动脉腔内淋巴细胞浸润,有动脉炎改变;盲肠间质有淋巴细胞浸润;脾脏组织有淤血表现;其余器官未见明显异常改变。结论人源化基因编辑猪-非人灵长类动物异种肾移植模型构建获得初步成功,术后受体存活时间达1周。

基于地域特征的风景园林设计研究

随着时代的发展以及社会经济的不断进步,人们对居住环境和风景园林的要求也在不断提高。“以人为本”、“自然和谐”的设计理念正在成为当下风景园林设计的主流观念。地域特征是地方自然环境、人文景观和风俗文化等多个层面的总称,是风景园林设计中必须考虑的一大因素。对地域特征的内涵以及地域特征在风景园林设计中的影响因素展开探讨,并针对性提出基于地域特征的风景园林设计策略。

1例离断肢体建立异种交叉循环的初步观察

背景异种交叉循环在器官保存领域的应用已取得一定的成果,但其在肢体组织保存方面效果仍未明确。目的探究异种交叉循环术保存断足的效果。方法将因骨肉瘤行截肢手术的断肢再次处理,自踝关节上方约5 cm截断,随后将不含肿瘤的断足主要血管连接至巴马猪股动脉和股静脉,通过趾尖血氧饱和度、趾尖脉率、全血细胞计数和断足肌肉组织形态评估保存效果。结果成功实施了异种交叉循环术,维持断足肌肉组织正常形态超过4 h。趾尖血氧饱和度64%~99%,趾尖脉率45~106/min。白细胞计数(13.3~19.7)×10^(9)/L,淋巴细胞计数(2.1~4.36)×10^(9)/L,血小板计数(242~1534)×10^(9)/L。0 h和4 h断足肌纤维形态正常,8 h断足肌纤维排列紊乱,失去部分组织形态。0 h肌间隙血管未充盈,4 h肌间隙血管有红细胞通过,8 h肌间隙血管内形成血栓。结论异种交叉循环术可维持断足肌肉组织正常形态超过4 h,但如何减少免疫排斥反应仍需进一步研究。

脂肪间充质干细胞来源外泌体对施万细胞增殖功能及早期神经再生特征影响的研究

背景施万细胞是神经系统的重要构成部分,为促进轴突再生和诱导靶神经再生提供必要的信号和空间线索。脂肪间充质干细胞来源广泛,在再生医学方向效果明确,外泌体作为神经系统细胞间的重要信息媒介,在调节再生方面发挥着重要作用。目的探索脂肪间充质干细胞来源外泌体(adipose-derived stem cells-derived exosomes,ADSCs-exos)对施万细胞增殖功能及早期神经再生特征的影响。方法提取ADSCs-exos进行鉴定;利用显微镜和流式细胞学对ADSCs鉴定,通过超速离心法提取ADSCs来源外泌体并通过透射电镜拍摄图片;将ADSCs-exos与大鼠施万细胞进行直接共培养,观察ADSCs-exos对施万细胞增殖的影响;取雌性SD大鼠8只,Matrigel基质胶搭载ADSCs-exos注入商用硅胶管构建神经移植物为外泌体组,Matrigel搭载PBS注入商用硅胶管为空导管组(Hollow),每组4只。构建坐骨神经1 cm缺损模型,将神经移植物缝合于近端和远端神经残端之间,缝合伤口后放回笼中安置。3周取出神经移植物评价轴突再生情况。结果成功提取ADSCs,能够表达间充质干细胞表面标记蛋白CD73、CD90、CD105。成功提取ADSCs-exos,能在透射电镜下观察到磷脂双分子层结构。在ADSCs-exos和施万细胞共培养体系中,比较24 h和48 h施万细胞增殖情况,施万细胞增殖与ADSCsexos浓度呈剂量依赖性。动物实验结果表明,外泌体组3周时轴突生长优于Hollow组(P<0.05)。结论ADSCs-exos可以促进施万细胞增殖,负载ADSCs-exo神经移植物的轴突生长长度在3周时即具有优势。

色彩植物在风景园林设计中的应用研究

色彩景观是风景园林的重要组成部分,对风景园林的审美价值、艺术价值起到非常重要的作用。植物有着丰富多彩的色彩,在风景园林设计中遵循色彩美学设计理念,研究色彩植物在风景园林中的应用策略,为色彩植物在风景园林设计中的应用提供借鉴。

某^(60)Co辐射装置环境放射防护评价

对于实验用高活度６０Ｃｏ辐射装置来说，其结构的开放部位较多，既有人员货物进出通道和升降放射源的传动通道，又有通风换气通道和水暖电及物化实验的加气、数据采集通道，由此而容易造成辐射装置的设计防护指标与建成使用后的实测结果不一致。所以，当安装放射源后对其...

六轴联动运动控制系统机械设计

介绍了一种六轴联动运动控制系统的机械设计,主要包括三个直线位移轴和三个回转轴。该系统具有结构紧凑,机械精度高,运行平稳、无抖动,定位重复性好,操作方便等特点。对于多轴控制系统的设计具有一定的借鉴意义。实测的各项机械指标均满足飞机组装装配中对本系统的需求。

基于虚拟同步发电机控制的光/储/燃料电池微电网能量管理

为提高微电网自主参与电网运行和管理的能力,提出一种基于虚拟同步发电机(VSG)控制的光/储/燃料电池微电网。针对逆变器VSG控制与前级分布式电源及附加储能单元的协调配合问题,以储能荷电状态(SOC)为依据,分别设计了光伏和燃料电池VSG的能量管理策略,使微电网响应电网需求参与一次调频且提供惯性的同时,实现了光伏发电的最大功率输出、燃料电池发电的燃料平衡调节以及储能单元SOC的安全可控。最后,利用MATLAB/Simulink软件搭建仿真模型,验证了所提能量管理方案能够实现VSG控制与分布式电源及储能的协调配合,在并/离网下都能保证微电网安全可靠运行。

基于微电网的高铁AT所配电设备新型供电方法

近年来,高速铁路的迅猛发展使其成为一个重要的电力用户,然而,高铁AT所配电设备的供电存在缺陷和问题。针对高铁AT所配电设备供电的问题,提出利用微电网技术向高铁AT所配电设备供电的构想。根据高铁AT所特性与微电网的特点,分析将两者结合的可行性、必要性及重要性。同时,提出微电网向高铁AT所配电设备供电的方案,给出微电网的结构、控制策略。运用Matlab/Simulink软件仿真基于对等控制的高铁AT所内微电网孤岛负荷变换和运行方式切换的状况,检验供电方案的可行性及控制方法的正确性。最后通过比较微电网配电与传统配电方案,分析微电网供电的众多优势,得出在实际应用中具有重要意义的结论。

变压器式可控电抗器的新型磁集成结构分析

目前,磁集成变压器式可控电抗器（CRT）存在结构复杂、工艺制作要求高和维护困难等缺点。为此,基于磁集成技术,提出了一种新型磁集成CRT本体结构,即双控制绕组基本单元磁集成CRT;在忽略绕组漏抗与线阻的条件下,建立双控制绕组基本单元磁集成CRT的等效磁路模型与等效电路模型,并据此进行磁通和电流的定量分析及计算式推导;基于场路耦合的有限元分析（FEM）,对不同负载时铁芯中的磁场分布和各绕组电流进行仿真,并计算控制绕组容量利用率。算例结果表明,双控制绕组基本单元磁集成CRT在满足高阻抗、弱耦合的基本设计原则的同时,能够实现从空载到满载的平滑过渡,提高了绕组容量利用率,减少了独立基本单元的个数,简化了磁集成CRT的结构。

基于有限元的新型磁集成CRT损耗计算

随着人们对能源紧缺和环境问题的日益关注,损耗大小成为影响电磁设备设计与优化的重要因素之一。本文以新型磁集成CRT为研究对象,分析与计算其损耗。基于解析法,分析新型磁集成CRT的损耗计算原理,推导其损耗计算公式;基于有限元法,建立新型磁集成CRT的场路耦合有限元模型,对其进行仿真与损耗计算;最后,分析比较二者的损耗计算结果,来说明两种方法计算结果的一致性,并得出结论。本文采用的方法与计算结果对磁集成CRT的结构设计和参数优化具有一定的理论指导意义。

基于软骨脱细胞外基质微载体体外构建软骨类器官

目的探讨基于软骨脱细胞外基质微载体体外构建具有功能化和自我更新能力的软骨类器官。方法取新鲜的猪关节软骨,将部分仅粉碎处理的软骨微粒设置为天然软骨组;利用物理离心化学萃取相结合的脱细胞方法,制备粒径合适的细胞外基质(ECM)微载体,设置为微载体组。通过旋转式生物反应器将人脐带干间充质干细胞(hUCMSCs)和人软骨细胞(hCho)按照3∶1的比例与微载体负载,体外构建软骨类器官,将诱导不同时间的类器官分为诱导0、7、14及21 d组。4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)荧光染色观察、DNA定量评估微载体组和天然软骨组细胞残留情况;番红O、甲苯胺蓝染色观察微载体ECM保留情况,二甲氨基苯甲醛比色法测定微载体组和天然软骨组胶原蛋白含量;二甲基亚甲蓝(DMMB)比色法测定微载体组和天然软骨组糖胺聚糖(GAGs)含量。扫描电镜及能谱分析对微载体进行进一步表征;将添加体积分数10%胎牛血清(FBS)的杜尔伯克改良伊戈尔低糖培养基(DMEM)培养的hUCMSCs作为对照组,将微载体浸提液培养的hUCMSCs作为实验组,两组分别设置培养1、3、5 d共3个时间点的亚组,细胞增殖及毒性检测试剂盒(CCK-8)检测两组生物相容性。活死染色检测诱导0、7、14及21 d组的软骨类器官细胞活性,Ki67荧光染色鉴定诱导14 d软骨类器官的自我更新能力。RT-PCR测定诱导7、14、21 d组的软骨类器官,包括软骨形成相关标记物聚蛋白聚糖(ACAN)、Ⅱ型胶原(COL2A1)、性别决定区Y框蛋白9(SOX9)及软骨肥大、矿化相关标记物Ⅰ型胶原(COL1A1)、Runt相关转录因子2(RUNX2)、骨钙素(OCN)的表达水平;比色法和DMMB法测定诱导0、7、14及21 d组的类器官分泌胶原蛋白和GAGs能力。结果DAPI荧光染色结果显示,天然软骨组具有大量细胞核,而微载体组则基本无细胞核。微载体组DNA含量为(7.8±1.8)ng/mg,较天然软骨组的(526.7±14.7)ng/mg显著降低(P<0.01)。番红O、甲苯胺蓝染色可见微载体着色较深且均一,保留大量软骨ECM成分。微载体组胶原蛋白含量为(252.9±1.4)μg/mg,GAGs含量为(173.4±0.8)μg/mg,均显著低于天然软骨组的(311.9±2.2)μg/mg、(241.3±0.7)μg/mg(P<0.01)。扫描电镜显示,微载体表面有凹凸不平相互交错的胶原纤维网络。能谱分析结果显示,C、O、N元素均匀分布在微载体,表明该微载体成分组成均匀。微载体生物相容性良好,培养1、3 d时,对照组和实验组CCK-8实验结果比较,差异均无统计学意义(P>0.05);培养5 d,实验组A值为0.53±0.02,优于对照组的0.44±0.03(P<0.05)。诱导0、7、14及21 d组中,hUCMSCs和hCho贴附在微载体表面且细胞活性好,活死比例分别为(70.6±1.1)%、(80.5±0.6)%、(94.5±0.9)%、(90.8±0.5)%(P<0.01);诱导14 d时,软骨类器官有大量Ki67阳性细胞。RT-PCR显示,诱导7 d组ACAN、COL2A1、SOX9、COL1A1、RUNX2、OCN表达水平分别为1.00±0.09、1.00±0.24、1.00±0.18、1.00±0.03、1.00±0.06、1.00±0.13;诱导14 d组ACAN、COL2A1、SOX9、COL1A1、RUNX2、OCN表达水平分别为4.16±0.28、5.09±1.25、5.65±1.05、0.47±0.01、1.68±0.02、0.21±0.06;诱导21 d组ACAN、COL2A1、SOX9、COL1A1、RUNX2、OCN表达水平分别为13.42±0.92、3.07±0.21、1.84±1.08、2.72±0.17、2.91±0.18、3.32±1.20。与诱导7 d组比较,诱导14 d组ACAN、COL2A1、SOX9、RUNX2表达水平均升高(P<0.05),COL1A1表达水平降低(P<0.05),OCN表达水平差异无统计学意义(P>0.05);与诱导7 d组比较,诱导21 d组ACAN、COL1A1、RUNX2表达水平均显著升高(P<0.01),COL2A1、SOX9、OCN表达水平差异均无统计学意义(P>0.05);与诱导14 d组比较,诱导21 d组ACAN、COL1A1、RUNX2、OCN表达水平均升高(P<0.05或0.01),COL2A1表达水平差异无统计学意义(P>0.05),SOX9表达水平降低(P<0.05)。诱导0、7、14及21 d组胶原蛋白含量分别为(219.15±0.48)μg/mg、(264.07±1.58)μg/mg、(270.83±0.84)μg/mg、(280.01±0.48)μg/mg,GAGs含量分别为(171.18±1.09)μg/mg、(184.06±1.37)μg/mg、(241.08±0.84)μg/mg、(201.14±0.17)μg/mg。与诱导0 d组比较,诱导7、14、21 d组胶原蛋白和GAGs含量均显著升高(P<0.01)。在诱导7、14、21 d组中,诱导7 d组胶原蛋白含量最低(P<0.01),诱导21 d组胶原蛋白含量最高(P<0.01);诱导7 d组GAGs含量最低(P<0.01),诱导14 d组GAGs含量最高(P<0.01)。结论物理化学方法结合制备的微载体脱细胞成功,其基质保留较多,成分均一且无细胞毒性。基于微载体负载hUCMSCs与hCho体外成功构建软骨类器官,具有细胞活性好、自我更新能力、软骨形成相关基因表达强及分泌胶原蛋白和GAGs等特点,诱导14 d时构建的软骨类器官成软骨活性最佳。

人源化六基因编辑猪红细胞治疗恒河猴急性失血性休克的疗效观察

背景临床上血液制品短缺是一项世界难题,猪红细胞与人类红细胞有诸多相似之处,有望解决这一难题。目的将人源化基因编辑猪(GTKO/β4GalNT2KO/CMAHKO/hCD55/hCD46/hTBM)的红细胞输注至非人灵长类动物恒河猴体内,探讨异种输血的可能性。方法采用盐水介质交叉配血法,检测六基因编辑猪红细胞(6GE-pRBC)与恒河猴的血液凝集情况。通过IgG、IgM结合实验和补体介导的细胞毒性实验验证异种输血安全性,从恒河猴体内抽取25%血容量血液后输注等量的异硫氰酸荧光素标记6GE-pRBC,通过流式细胞分析术监测在其体内的存活状态,并定期采集受体血液样本验证异种输血的有效性,观察6GE-pRBC输注治疗失血性休克恒河猴的可能性。结果6GE-pRBC与恒河猴主次侧交叉配血试验均为阴性;其基因表型鉴定符合预期结果;恒河猴血清与6GE-pRBC的IgG、IgM结合实验结果显示IgG(3.35%)、IgM(4.13%)表达量较低;6GE-pRBC的补体介导细胞毒作用(CDC)显著低于野生猪红细胞(P<0.0001)。输血后60 h 6GEpRBC在恒河猴体内仍存活;血细胞比容失血后为28.6%,60 h升高至35%;血红蛋白含量失血后为92 g/L,60 h升高至116 g/L并维持于失血前正常水平。结论6-GE-pRBC输注给恒河猴在一定时间内能有效地纠正恒河猴休克症状,且未发现免疫排斥反应。随着基因编辑技术不断创新,基因编辑猪红细胞有望替代人红细胞治疗人类急性失血性休克。