煤炭大体积建筑体的预应力连续梁支架工程设计与施工

文章首先论述了大体积建筑体预应力混凝土连续梁支架工程的应用优点,具体探讨了煤炭大体积建筑体的预应力连续梁支架工程设计与施工步骤,最后对某煤炭大体积建筑体进行了仿真与施工保障分析。

机电抗震支架工程监督管理案例探讨

结合工程实际监督情况,目前机电抗震支架工程从规范到图纸到实际应用中间差距很大,需要各个环节良好配合才能使规范强条有效执行。施工中管理人员及工人都对机电工程抗震支架比较陌生,不按设计及规范施工现象较为普遍。结合某体育馆改造中水电、通风空调等机电施工中设计、图审及施工实际完成的抗震支架与监督后增加的支架数量对比得出抗震监督的重要性。

可降解Fe@Fe-Zn骨组织工程支架体外生物相容性研究

目的以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量、相组成和显微结构;通过压缩测试考察支架的力学性能;用体外浸泡来考察材料的降解性能;用浸提液培养分析材料对小鼠胚胎成骨细胞的黏附铺展和细胞活性的影响;用浸提液和直接培养来探究材料的抗大肠杆菌性能。结果随脉冲频率增加,合金中Zn含量减小;不同合金均为单一的α(Fe)相;电沉积组织致密,杂质含量低;Zn含量为7.5%(均以质量分数计)时,支架抗压屈服强度较多孔铁提升6%;复合材料的降解速率为0.44~0.48 mm/a,较多孔铁有显著改善;复合材料浸提液在稀释到25%(体积分数)时,表现出良好的细胞相容性,且随Zn含量增加,细胞活性增强;Zn含量为7.5%时,材料的抗菌性能最好。结论通过电沉积制备的Fe@Fe-Zn支架的腐蚀速率相较于多孔铁有明显提高。随合金层中Zn含量的增加,其细胞活性增强,抗菌性能提高。Fe@Fe-Zn有望发展为可广泛应用的可降解骨组织工程支架材料。

程控形变的血管组织工程支架进展

心血管疾病是当前人类生命健康的首要威胁。血管组织工程支架可用于病变血管的再生修复,为心血管疾病治疗提供了选择。然而,现有血管组织工程支架尚面临界面适配的挑战,导致植入后易发生并发症而难以被临床转化。最近研发的具有程控形变能力的血管组织工程支架不但可动态适应不同尺寸的血管三维形态,而且可有序引导血管细胞的行为功能,为解决血管组织工程支架界面适配难题提供了机遇。作者对程控形变血管组织工程支架的最新研究进展和现存挑战进行综述和展望,有望为新一代组织工程血管支架的研发和转化提供启示。

负载纳米钽的液晶显示光固化聚乳酸支架制备及促成骨性能

背景:聚乳酸因具有良好的生物相容性和可控的降解速率在生物医学工程中得到了广泛应用,然而存在机械强度低和生物活性不足等缺陷,限制了其在骨组织工程中的进一步应用。目的:构建聚乳酸/聚多巴胺/钽(PLA/PDA/Ta)骨组织工程支架,探究其生物安全性和体外促成骨性能。方法:利用液晶显示光固化技术制备具有多孔结构的聚乳酸(PLA)支架,将PLA支架分别浸泡在多巴胺溶液与多巴胺-纳米钽混合溶液中分别制备聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA)支架、PLA/PDA/Ta支架,表征支架的微观形貌与水接触角。将MC3T3-E1细胞分别与PLA、PLA/PDA、PLA/PDA/Ta支架共培养,进行CCK-8检测与活/死细胞染色;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶、茜素红染色及成骨基因检测。结果与结论:①扫描电镜下可见3种支架均具有互连的多孔三维结构,平均孔径为200μm;PLA/PDA/Ta支架的水接触角低于PLA、PLA/PDA支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞的增殖(P<0.05);活/死细胞染色显示3组细胞增殖良好;③碱性磷酸酶与茜素红染色显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞碱性磷酸酶的表达与矿化结节形成;RT-qPCR检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞骨形态发生蛋白、Runx-2及Ⅰ型胶原mRNA的表达(P<0.05,P<0.01);④结果表明,PLA/PDA/Ta支架具有优异的促细胞增殖与成骨活性。

眼类器官的体内移植及组织工程支架的应用

眼类器官是指在体外利用干细胞诱导形成的一种与眼内组织具有相似细胞类型和功能的结构,将其移植入体内实现眼的修复再生是再生医学重点研究方向之一,也为重大致盲性眼病的治疗提供了新的方向与策略。组织工程支架作为生物组织或细胞生长的载体,能为眼类器官的体内移植提供支撑,并促进其体内成熟。眼类器官与组织工程的有机结合是实现眼类器官体内整合,并重建相应结构和功能的重要手段。本综述总结了眼类器官及其体内移植的研究现状,并重点关注了组织工程支架辅助的眼类器官移植相关研究,旨在为今后的眼类器官与组织工程学交叉研究提供思路与参考。

PLLA/β-TCP支架表面多孔结构的构建及其对细胞黏附的影响

目的通过NaOH溶液的简单处理构建3D打印PLLA/β-TCP骨组织工程支架表面多孔结构,增加支架的粗糙度和亲水性,促进支架表面的细胞黏附。方法通过3D打印熔融沉积成型技术制备PLLA/β-TCP网状支架,并通过NaOH蚀刻的方法进行支架的粗糙化改性,依据支架表面微观形貌、能谱、接触角、力学、细胞黏附等观察NaOH浓度、时间两项反应参数对支架的影响。结果通过熔融沉积成型技术制备的PLLA/β-TCP复合支架存在预先设置的网状结构;经NaOH蚀刻构建了兼有宏观和微观空隙的多孔形态。NaOH浓度、时间中任意一种参数的增加都会导致支架表面微观孔隙的孔径、孔密度增加。NaOH处理参数为0.1 mol/L(9 h)时,可显著减小支架表面水接触角,且对支架的压缩强度无显著影响。体外细胞检测显示,经NaOH蚀刻后的表面多孔复合支架在骨髓间充质干细胞(BMSCs)的黏附增殖上更具优势。结论用NaOH处理3D打印PLLA/β-TCP骨组织工程支架可有效改善支架表面形态,优化该类支架的亲水性及细胞黏附。

基于DLP工艺的柔弹性点阵吸能支架研究

面向微小多功能支架结构设计与原型制造需求,开展了基于数字光处理(Digital Light Processing,DLP)快速成形工艺的柔弹性点阵支架设计与制备研究。以胞元结构几何拓扑设计为主线,利用Timoshenko梁理论对胞元结构建立等效力学模型,得到预测能量吸收的数学模型,聚焦分析胞元几何尺寸和承载方向对其影响规律。配置新颖柔弹性光敏树脂为成形材料,选用DLP成形工艺,实现对应点阵结构的高精、高效制备。结合数值模拟和物理实验,着重探究了杆径、胞元边长、点阵层数对点阵结构吸能特性的影响。结果表明,该点阵结构面外压缩较面内压缩具有显著优越的吸能特性,且胞元边长越小,杆径越大,点阵层数越多,吸能特性越佳。理论分析、数值模拟和物理实验所得规律基本一致,可为后续皮肤组织工程支架的研制提供相关理论参考。

氢氧化钠碱蚀法改善3D打印PCL/β-TCP网状支架表面亲水性及其性能研究

目的为解决聚己内酯(polycaprolactone,PCL)/β-TCP骨组织工程支架表面亲水性不足的问题,通过NaOH蚀刻法改善3D打印PCL/β-TCP支架表面微形貌,进一步影响其亲水性和细胞反应。方法采用3D打印熔融沉积成型(fused deposition modeling,FDM)技术制备PCL/β-TCP网状支架,通过NaOH蚀刻法进行支架表面粗糙化改性,观察NaOH浓度、时间2项反应参数对支架改性前、后在微观形貌、能谱元素、接触角、压缩强度、细胞黏附等性能方面的影响。结果经NaOH蚀刻后成功制备PCL/β-TCP网状支架表面微孔结构。随着NaOH浓度、时间任一种参数的增加均会导致支架表面微孔增大、材料表面接触角减小,但NaOH处理参数为1 mol/L(24 h)或10 mol/L(6 h)的蚀刻支架,其压缩强度与未处理组对比,差异没有统计学意义(P=0.071);蚀刻支架上细胞数目增多,单个细胞铺展面积大,在骨髓间充质干细胞(BMSCs)黏附增殖上更具优势。结论采用NaOH蚀刻法改善3D打印PCL/β-TCP骨组织工程支架亲水性的方法是一种低成本的有效策略,可有效改善支架湿润性和细胞黏附。

组织工程研究中的快速进展的热点生物材料(1)

1生物材料研究的定义及与时俱进从现代意义上讲,生物材料起源于20世纪40年代,学科形成于20世纪80年代。生物材料学已成为一门新兴的交叉学科。从生物材料的发展历史及其特点来看,生物材料的发展基本上可分为3个阶段,即惰性生物材料及其生物化、生物可降解材料和组织工程支架材料。它们分别代表了生物材料发展的不同阶段和各自生物材料的特点和性能。

胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架制备及其成软骨诱导

背景:天然骨形态发生蛋白2在体内弥散和降解速度较快,降低了局部浓度和治疗效果,单纯将骨形态发生蛋白2与组织工程支架复合后不能在体内长期停留,无法达到良好的缓控释效果。目的:制备并检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物性能及成软骨诱导效果。方法:提取SD大鼠鼠尾胶原,采用真空冷冻干燥及化学交联法制备胶原软骨支架。通过快速克隆C112-同源重组法构建表达胶原结合域-骨形态发生蛋白2质粒,通过基因工程构建并导入大肠杆菌,分离纯化胶原结合域-骨形态发生蛋白2。将天然骨形态发生蛋白2与胶原结合域-骨形态发生蛋白2分别与胶原软骨支架结合,检测支架中骨形态发生蛋白2释放水平,采用CCK-8法及F-Actin染色法检测胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架的生物相容性;将骨髓间充质干细胞分别种植在两种胶原软骨支架上进行成软骨诱导,检测其成软骨诱导活性。结果与结论:①胶原结合域-骨形态发生蛋白2与胶原软骨支架的结合率高于天然骨形态发生蛋白2(P<0.05);体外浸泡于PBS中7 d,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架中骨形态发生蛋白2的释放量小于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架(P<0.05);CCK-8实验及F-Actin染色结果显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架无明显细胞毒性,具有良好的生物相容性;②成软骨诱导14 d后的ELISA检测显示,胶原结合域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原蛋白A1的表达均高于天然骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架组(P<0.05);扫描电镜下可见,两组支架孔隙内壁上均可见较多骨髓间充质干细胞贴附生长,细胞形态及大小一致,排列紧密,未出现细胞碎裂或形态异常;③结果表明,胶原结构域-骨形态发生蛋白2-胶原软骨支架具有良好的生物性能及成软骨诱导活性。

牙髓干细胞及其组织工程在活髓保存中的应用

组织工程方法正越来越多地被应用于牙齿的活髓保存术中,许多口腔干细胞与可生物降解的支架结合植入,取得了良好的组织再生效果。其中牙髓干细胞(DPSCs)能参与牙髓损伤的修复过程并继续形成牙本质,牙本质作为牙髓组织的物理保护屏障,对牙髓组织的正常功能至关重要。本文通过文献检索归纳近5年来应用DPSCs组织工程方法的研究成果,总结DPSCs在成血管、神经及再生牙本质中的作用,并和许多组织工程支架结合讨论其综合效果,包括不同细胞因子或成分对组织工程支架性能的可控性调节探索,为临床DPSCs及其组织工程在活髓保存中的应用提供依据。

聚乙烯醇及其复合材料在组织工程支架中的应用

背景:聚乙烯醇是具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物,因其水溶性、成膜性、乳化性、胶黏性,而且无味无毒,被广泛用于临床领域。目的:综述聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中的应用。方法:由第一作者检索2000年1月至2011年12月中国知网数据库、1980年1月至2012年12月Pubmed数据库及Elsevier数据库中,有关聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中应用的文章,中文关键词为"聚乙烯醇,复合材料,组织工程支架",英文关键词为"Poly(vinyl alcohol),composite material,tissue engineering scaffold"。结果与结论:虽然聚乙烯醇及其复合材料还存在强度不够高、植入后有并发症等缺点,但这类材料具有良好的生物相容性和生物可降解特性,在组织工程中的应用从实验室到临床前研究都有很大的进展。对于其修复的长期效果还需要进一步深入研究。通过对材料表面进行修饰,改善细胞与支架材料的相互作用;通过模拟细胞生长微环境,制备仿生材料,提高材料的亲水性、对细胞的黏附性,促进细胞的分化增殖;构建具有可控三维多孔结构的支架,并赋予其控制释放细胞生长因子等功能,更好地仿生天然细胞外基质的结构和功能;制备出降解速度与机械强度能够完全适应组织再生需要的支架,研制复合、仿生材料是今后支架材料研究的主要方向。

角膜组织工程支架壳聚糖-胶原复合膜的性能

制备了壳聚糖-胶原角膜组织工程支架,考察了复合膜支架的光学性能、力学强度、结晶性、吸水率、亲水性、微观形貌及细胞亲和性,发现支架内胶原与壳聚糖两种分子间存在较强的相互作用,且具有良好的相容性,支架表面平滑均一,内部呈现层状有序结构.壳聚糖-胶原复合膜具有优异的透光率和适宜的湿态力学强度.细胞培养实验中,人角膜缘上皮细胞能在支架上较好地粘附和增殖分化,显示复合膜支架具有良好的细胞亲和性.结果表明壳聚糖-胶原复合膜有望成为一种性能良好的角膜组织工程支架.

丝素组织工程支架的研究进展

随着组织工程学的兴起,丝素组织工程支架也已成为丝素生物材料研究的热点,以丝素为材料的多种形态的组织工程支架已用于各种细胞组织构建的研究。主要介绍丝素组织工程支架的制备,以及丝素组织工程支架用于骨、软骨、韧带和肌腱等细胞组织构建的研究进展,并展望丝素作为组织工程支架材料的研究发展趋势,以期为丝素组织工程支架的深入研究提供参考。

磷酸钙骨水泥大孔径多孔组织工程支架的制备及其纤维增强

采用粒子溶出造孔法,用棒状谷氨酸钠晶体作为造孔粒子,制备磷酸钙骨水泥多孔支架,研究了造孔粒子含量和多孔支架孔隙率之间的关系,并加入甲壳素纤维来改善支架材料的力学性能.结果表明,支架材料的孔隙率可达(79.8±2.3)%,孔隙直径100～600μm;复合纤维后支架的强度提高了3～4倍,断裂应变显著提高,可作为非承重部位骨缺损修复的骨组织工程支架材料.

骨组织工程支架及生物材料研究

组织工程的出现为人类治疗骨缺损提供了一种新的选择。在骨组织工程中 ,支架扮演着十分重要的角色。本文就骨组织工程用支架材料的性能要求。

组织工程支架材料在脊髓损伤修复中的应用

背景:脊髓损伤最初往往会导致细胞和组织的不断丢失,组织工程支架可以模拟细胞外基质的生理状态,从而有利于细胞的黏附、迁移、扩增和分化。目的:总结近年来组织工程支架材料联合细胞和/或细胞因子修复脊髓损伤的新进展。方法:应用计算机检索PubMed、OvidMedline及CBM数据库中2000-10/2010-10与组织工程支架材料修复脊髓损伤相关的文章。结果与结论:组织工程材料治疗脊髓损伤需要3因素:种子细胞、组织工程支架、细胞因子。组织工程支架对于损伤脊髓断端起到桥接作用,而种植于材料的种子细胞和/或细胞因子可以促进神经轴突的生长和迁移。可用于组织工程支架的材料可分为天然材料和人工合成材料,包括胶原、壳聚糖、琼脂糖/藻酸盐、聚乳酸、纤连蛋白、聚羟基乙酸/聚乳酸、聚β羟丁酸等,动物实验已经取得一些成果,显示组织工程支架材料联合细胞移植修复效果更好,但临床上目前尚无开展组织工程支架材料修复脊髓损伤的研究。

骨组织工程支架材料的研究进展

综述了骨组织工程支架材料在骨缺损治疗的研究现状,并展望了其未来的发展方向。利用各种材料的优势互补性,将两种或两种以上材料通过恰当的方式组合成复合支架材料,其力学性能和降解速率可根据各组分材料的种类、数量及组合方法的变化进行调节,按照要求制备出具有一定机械强度和降解速率的支架材料。并指出骨组织工程复合支架材料将会成为骨缺损修复中一类富有潜力的生物材料。

组织工程支架研究进展

简述了组织工程支架的重要性及要求,综述了制备组织工程支架所用生物活性陶瓷、天然高分子及合成高分子材料的特点,着重介绍了静电纺丝法、热致相分离法、溶剂浇铸/粒子沥滤法和冷冻-干燥法制备组织工程支架的原理,提出了组织工程支架研究存在的问题,并展望了组织工程支架未来的研究方向。