红细胞变形的动力学行为

用激光衍射仪测量了兔红细胞在PBS和PVP两种介质里的应力松弛过程.结果表明,红细胞在低粘介质(PBS)中的动力学行为和它在高粘介质(PVP)中的动力学响应有显著差异,除了等容变形和非等容变形以外,还有一个从定向到随机取向的变化过程.故在低粘介质中测得的红细胞应力松弛过程中变形指数(DI)随时间(t)的变化是由红细胞变形(DI)d和红细胞取向(DI)or两部分构成的.红细胞变形的特征时间(约10毫秒)比取向过程的特征时间(约50秒)小2～3个量级.这就使得我们有可能从测得的DI—t曲线中把(DI)d和(DI)or区分开来,从而获得关于红细胞动力学特性的更多的信息.这一点,在临床实践是很有意义的.

关于微重力电流体力学

以空间生物制品后处理技术为背景,阐明了微重力电流体力学的一些基本问题,并讨论了研究这些问题的可能的技术路线。

空间连续流电泳电流体力学过程的地基模拟

通过相似性分析得到了空间连续流电泳电流体力学过程地基模拟的相似性准则．数值模拟表明，所得相似性准则是有效（近似）的．基于此，建立了空间连续流电泳电流体力学过程地基模拟实验系统，并进行了生物样品分离实验．当然，相似准则的最终检验有待于空间实验．

智者乐而仁者寿——贺冯元桢先生百岁华诞

今秋九月十五日是冯元桢先生百岁华诞。值此,学生恭祝老师:福寿绵长,长享人生意趣。39年前的6月,王君健(原华中理工大学)、吴云鹏、王公瑞(重庆大学)和我借参加世界第3届微循环大会之时,访问了冯元桢先生的实验室,拜识了冯元桢先生。接着,冯先生又来华讲学(武汉、重庆,1979年8~9月),并在华欢度了60寿辰。这是中国生物力学的发轫点,也是我学术生涯的转折点。

“不尽长江滚滚来”

“路漫漫其修远兮 ,吾将上下而求索。”

流式细胞术分析强声波对植物细胞周期的影响

应用流式细胞术分析烟草细胞在交变应力作用下细胞周期的变化。用特制的强声波发生装置产生频率和强度可调的交变应力场 ,研究不同频率和强度的交变应力作用后烟草细胞周期的变化。实验结果表明 ,在交变应力作用下直接影响细胞或细胞分裂的同步化 ,促进S期的DNA合成 ,有助于细胞有丝分裂。声波频率在400Hz至800Hz,强度在90dB到110dB内 ,随频率和强度的增加 ,交变应力使S期细胞明显增加 ,但频率或强度过大 ,反而使S期细胞大大减少。

悬浮介质对红细胞变形性测量的影响

本文研究了悬浮介质粘度对激光衍射仪测量红细胞变形性的影响,所得结果表明:(1)在一定切变率下(800s^(-1),480s^(-1))DI-η曲线的高粘度区与前人(如D.R.Morris等)一致,但低粘度区有一极小值。(2)即使在相同切应力下,DI-η曲线相当复杂,特别是在低切应力水平更是如此,但是当η≥15cP时,DI趋于定值。(3)利用红细胞在切变流场中旋转、取向与变形时间尺度上的明显差异,可以把红细胞旋转取向的贡献从变形中区分出来。实验结果表明,低粘度DI-η复杂行为主要起因于红细胞的旋转和取向。文中对实验观测到的现象进行了讨论。

成纤维细胞在聚羟基丁酸酯表面黏附与种植研究

可降解高分子聚合物广泛应用于组织工程 ,其表面的黏附特性影响细胞的种植与生长。我们研究了成纤维细胞系 NIH3 T3在可降解材料聚羟基丁酸酯 ( PHB)表面的黏附和生长。应用线性变剪切流槽研究 NIH3 T3细胞在材料表面的黏附力学特性 ,结果表明 ,由于在 PHB表面的临界脱离剪应力较低 ,高密度接种时细胞趋于聚集 ;在经多聚赖氨酸衣被的表面临界脱离剪应力提高 ,细胞铺展生长。对三维 PHB多孔支架种植细胞实验表明 ,在PHB材料表面进行多聚赖氨酸衣被 ,可以有效地提高细胞种植效率。

大分子吸附对低粘切变流场中红细胞取向的影响

采用一种在低粘切交流场中,将红细胞变形指数DI.分解为转向指数(DI)_or与小变形指数(DI)d的新型激光衍射法,比较了用不同分子量右旋糖酐或PVP(分子量4万)处理的红细胞与正常对照组红细胞的(DI)_(or)—7曲线,发现上述两类曲线间存在明显差异.这一事实表明,这种新型激光衍射法有助于分子水平的微观流变学的研究.

流动剪切和不同流型对血管内皮细胞增殖的影响

动脉粥样硬化的非随机分布与局部的血流动力环境有关 ,而内皮细胞增殖引起的内皮层失稳与动脉粥样硬化早期发生过程有关。本文比较了不同大小的切应力对内皮细胞增殖的影响 ,发现切应力抑制细胞增殖并与切应力大小相关。同时构建了平行板式突然扩张流槽 ,探讨流型改变对细胞增殖的影响 ,发现扩张效应和流线偏转效应使得这种剪切抑制作用被减弱。

组织工程生物反应器的生物力学

组织工程，是指用工程科学和生命科学的原理和方法，制备组织和器官替代物，以恢复、维持或改善人体组织、器官的功能，是一个发展迅速、意义深远的生物医学工程应用领域。目前，组织工程化皮肤产品已正式进入临床应用，培育的组织工程骨骼、软骨、血管、皮肤以及神经组织正在进行体内实验，组织工程肝脏、胰脏、乳房、心脏、手指、角膜等也可以在实验室里构建生长。组织工程已形成一个发展中的产业。但是目前组织工程距离广泛应用于临床、成为社会经济新的增长点还有相当长的路要走。阻碍组织工程发展和临床应用的主要因素至少包括两点：（1）对调控组织的功能化培养的特定物理一生物化学因素知之还少；（2）高昂的生产成本和缺乏商业化的功能性组织工程产品。

组织工程研究进展

组织工程是生物医学工程领域中一个快速发展的新方向 ,本文概述了组织工程的基本原理、研究现状和发展方向 。

载荷诱导骨生长的力学细胞生物学机制

骨骼的结构和功能在很大程度上依赖于其所处的力学环境，这一观点已被广为接受．自从Ｗｏｌｆｆ提出其著名的骨转换定律以来，骨生长与载荷间的关系一直是生物力学中一个重要的问题．大量的动物实验均证明二者之间存在明确的关联．然而，载荷诱导骨生长的力学细胞生物学（ｍｅｃｈａｎｏｃｙ－ｔｏｂｉｏｌｏｇｙ）机制仍很不清楚．十余年来体外培养骨骼细胞加载的研究为应力（应变）诱导骨生长提供了一个微观理论框架．目前认为，载荷诱导骨生长的过程可分为四个环节，即：力学耦联、生物化学耦联、胞间信号转导和效应细胞反应．详细阐述了这几个环节，并就今后的研究方向作一讨论．

建立基于个体生理监护信息的呼吸力学模型

目的建立考虑气血交换的呼吸力学理论模型,将机械通气时血液中的气体含量与呼吸系统的力学规律联系起来。方法考虑循环系统与呼吸过程生理参数的耦合,将常规的临床监护参数(如血液中O2和CO2的气体含量、血红蛋白含量、心率和心输出量等)与肺泡内气体分子数相联系,进而建立力学模型得到气道与肺泡不同时刻的气体含量、压力和流量等动力学参量。结果利用模型估算了呼吸系统不同部位的气体含量,并分析了呼出气体含量对各个待定参数的敏感性。结论本文所发展的呼吸力学模型对利用临床生理监护参数调控机械通气做了初步的尝试,随着后续实验工作的开展将有可能为新型呼吸机的设计和研发提供理论支持。

电阻法测量红细胞流变特性的理论探讨

作者在以前研制成功的电导法测定红细胞变形性以及聚集——沉降仪器的基础上改进了测量仪器。从Fricke—Velick 悬浮液电导理论出发,对该仪器测得的结果进行了理论上的探讨,并证明所测得的△Z/Z—γ曲线反映了红细胞在切变流场中由随机状态变为沿切变流场的取向与变形,并取得了理论与实验结果的一致,为电阻抗法测定红细胞流变特性奠定了理论基础。

表面等离子体激元共振与生物分子相互作用分析

对表面等离子体激元共振（ｓｕｒｆａｃｅｐｌａｓｍｏｎｒｅｓｏｎａｎｃｅ，ＳＰＲ）的原理和在生物学研究方面的应用进行了综述这种技术可以直接原位、实时地跟踪生物学实验研究系统，而不需要附加参数如进行标记等手段，具有高敏感性，也可以连续监测吸附或解吸附过程，目前有关的应用涉及到生物学结合分析、动力学及亲和力测定、免疫识别研究。

发育生物学中模式形成的力学模型

对所有多细胞生物体而言,其个体发育均涉及由初始的单个细胞开始,经过在时间和空间上细胞有序地增殖、凋亡、分化、迁移等诸多过程,并最终生成物种特异的生物模式.对模式形成的机制的探讨一直是发育生物学的中心课题.目前已就这个问题积累了大量的分子生物学、生物化学、数学、力学等多学科的研究数据并提出了一些模式形成的理论,然而,迄今为止,模式形成的真正机制仍然很不清楚而需进一步的深入探索.本文简要介绍了生物发育过程中模式形成的一些典型的力学模型,重点在于力学模型的建立及其模型本身的介绍,而对其数值模拟和具体应用很少涉及.

MC3T3-E1成骨细胞在微格式化表面的黏附

细胞在材料表面的黏附对细胞的增殖和分化起重要作用。格式化表面提供了对细胞在基底的空间分布和黏附进行控制的方法。本文利用微制作形成的格式模板 ,分别以微接触转印法和微流道法形成格式化表面 ,使MC3T3- E1成骨细胞以一定的格式黏附于表面上。在微接触转印法形成的含二氯二甲基硅烷 (DMS)的疏水区域和不含 DMS的亲水区域相间隔的表面 ,细胞优先在亲水区域黏附。在微流道法形成的胶原和白蛋白格式化表面 ,细胞优先黏附于含胶原区域。