一种芯片式血流变分析系统的初步研究

血液流变性质具有重要的病理和生理意义。针对血液流变特性测量的便携化和自动化发展,本文提出了一种基于PDMS芯片的简化的血液流变性质检测方法,初步设计并制作出一种集压力检测系统,平层腔,图像测速系统于一体的双面沟道微流控PDMS芯片血液流变检测系统。本文工作主要包括:基于芯片流路流速和压力变化的流体粘度测量方法推导;利用显微图像配准操作的PDMS双面结构模塑成型工艺进行测量芯片的制作;结合双光路显微图像测量和简化压力驱动进行的系统构建等。最后将此芯片应用于血液流变性质实验进行系统的功能性验证。

卟啉及其衍生物对生物分子的识别研究进展

卟啉及其衍生物作为主体分子对生物分子的识别具有独特的优点:分子结构多样、形状选择、稳定性好和敏感性高等。本文着重介绍了国内外关于卟啉对DNA、氨基酸、醌和胺等的分子识别研究进展。

基于Radon变换与功率谱结合的心脏MR图像配准算法

针对心脏磁共振(MR)序列切片图像,设计了一种基于Radon变换和功率谱结合的图像配准算法。首先采用形态学边缘检测等图像预处理技术,提取出图像的边缘特征,并将其作为后续配准的输入;而后利用Radon变换和功率谱相结合的配准方法依次求出待配准图像的缩放、旋转和平移参数,利用这3个配准参数,即可通过配准变换得到配准结果。该方法解决了单纯利用Radon变换求解旋转参数易受图像空域噪声影响的问题,提高了配准的精度,同时大大减少了计算的花费。对100幅MR序列切片图像进行配准的实验表明,该方法能够稳定准确地实现MR序列图像的配准。

天然-人工合成聚合物混合纳米纤维在生物医学领域中的应用

多组分人工合成纳米纤维是纳米技术、材料学与生物学等多学科相结合的产物,代表一类经典的纳米结构,能够充分模拟体内纤维微环境,同时提供必要的拓扑结构、生物力学与生物化学因素来促进组织再生与创伤愈合。这种纤维通过混合天然与人工合成聚合物制备而成,能够产生各组分在力学性质、生物学响应以及材料结构的协同效果,在组织工程与药物释放领域应用中发挥重要的作用。

系列羟基卟啉检测汞离子的实验条件优化和吸收光谱性质

结合紫外分光光度法研究系列羟基卟啉与汞离子的显色反应,并优化其检测条件.在pH=7.5的条件下,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,加入0.4 mL表面活性剂Tween-80,系列羟基卟啉与Hg2+发生配位反应,发现其最大吸收峰与卟啉环上(meso)位苯基对位上的羟基数目相关.热力学研究表明,单羟基卟啉化合物对Hg2+检测效果最好,形成1∶1配位化合物,检测限可达0.042μg.L-1,且在0—50 mg.L-1范围内符合比尔定律.

利用高速摄像分析微通道红细胞变形性方法的初步研究

基于研制的微通道红细胞的变形性测量系统,介绍了一种采用高速摄像系统记录红细胞的运动图像,并进行红细胞变形性分析的方法。主要研究内容包括相关图像处理技术和运动图像信息分析方法等。结果表明高速摄像技术可以提供丰富的红细胞变形性测量和分析的信息,比如针对红细胞个体变形通过微通道的具体运动信息情况。

生物力学在软组织修复中的应用

软组织损伤是指由于肌肉、肌腱、筋膜和韧带等承受超负荷活动引起不同程度的纤维断裂或由于积累性损伤或由于软组织无菌性炎症所导致的一系列临床症状,主要表现为疼痛、肿胀和局部活动障碍。随着机械化程度和生活水平的迅速提高,因交通事故和运动等原因造成的软组织损伤发生率明显增多。

基于数学形态学的新方法在脑组织分割中的应用

针对人体脑部切片图像特点,提出了一种基于数学形态学的脑组织自动分割算法。该算法首先通过形态重构获得粗糙的脑组织区域,然后运用腐蚀和膨胀运算进行边界定位分割出了脑组织,最后对连续断层图像的分割结果进行了三维重建。结果表明该算法分割准确且自动化程度高,适合于大量序列切片图像的快速自动分割。

膝关节前交叉韧带修复的组织工程研究进展

本文介绍前交叉韧带组织工程(即利用组织工程的方法重建具有生物性能的韧带,恢复损伤韧带的生理功能)的研究现状,展望其发展前景,并分析该领域有待解决的关键问题,重点论述前交叉韧带组织工程中种子细胞、生物支架、材料表面修饰、生长因子等的选择和应用。

微流控技术对细胞微环境的模拟及应用研究

细胞微环境是一个多因素组成的、时空可变的复杂集合,对细胞的行为和功能发挥起着决定性作用。但传统的细胞生物学研究方法很难在体外为细胞提供这样一个复杂的、微尺度的生长环境,致使许多体外研究结果与在体情况相差甚远。近年来,微流控技术与细胞培养技术的结合为细胞微环境的模拟和控制提供了可能。文章通过提炼微环境的重要参数及其特征,介绍微流控技术是如何满足这些参数的需求,探讨了微流控技术在体外模拟细胞微环境的可行性,并总结了近年来该技术在微环境体外模拟研究中取得的成果,对微流控技术在细胞微环境构建中的发展方向和应用前景进行了展望。

新型药物载体材料——端羟基聚(丙交酯-co-对二氧环己酮)的合成与表征

聚乳酸(PLA)作为药物载体材料存在因疏水性强而导致的药物释放速率难控以及在循环系统中停留时间短等问题。研究表明,在PLA中引入乙醇酸(GA)可提高材料降解速率,引入聚乙二醇(PEG)则可延长共聚物在循环系统中的停留时间。研究以丙交酯(LA)和对二氧环己酮(PDO)为主要原料,在辛酸亚锡-乙二醇共引发体系的存在下,通过熔融开环聚合制备出了端羟基聚(丙交酯-co-对二氧环己酮)(HO-P(LA-co-PDO)-OH)。这种同时具有PLA、GA和EG结构单元的大分子二醇可望成为一种降解速率可控、在循环系统中停留时间可调的新型药物载体材料。采用DSC、1HNMR、13CNMR和GPC-MALLs等对其结构和热学性能进行了表征。分子量检测结果表明,HO-P(LA-co-PDO)-OH的分子量随原料中PDO/LA摩尔比的减小而增大。

基于三维几何模型的人脑解剖知识可视表示

目的实现基于三维几何模型的人脑解剖知识可视表示。方法选用中国数字化可视人体数据集中的脑部连续切片图像,采用光线投射合成算法建立人脑三维体绘制模型;参考美国的解剖学基本模型,建立人脑解剖知识库;通过分析二维连续切片图像构成的三维规则体数据场的性质,建立三维几何模型与解剖知识的相互映射机制;最后以Visu-al C++为开发工具,结合可视化类库VTK,开发基于三维几何模型的人脑解剖知识可视表示。结果成功构建了基于三维几何模型的人脑解剖知识可视表示平台,可清晰显示人脑各个解剖结构,并实现三维几何模型、二维切片图像及解剖知识的同步展示。结论结合符号化解剖知识的人脑三维几何模型可更好地满足人脑相关研究与临床应用的需要,研究结果可为进一步整合人脑其他方面的知识信息提供有益的参考与借鉴。

聚己内酯/丝胶蛋白静电混纺膜炎症响应的体内评价

背景:研究表明,丝胶蛋白可以增加哺乳动物细胞的增殖,促进伤口愈合,具有良好的抗菌、抗氧化、抗癌的活性,同时具有良好的生物相容性和可降解性,是一种理想的组织工程材料。然而目前对丝胶蛋白能否引起炎症响应仍存在争论。目的:评价聚己内酯/丝胶蛋白静电混纺膜的炎症响应。方法:将不同混合比例的聚己内酯/丝胶蛋白纳米纤维薄膜体内埋植入大鼠背部肌肉,4周后取出进行组织学观察,通过苏木精-伊红染色和巨噬细胞抗体CD68免疫组织化学染色评价其炎症响应。结果与结论:聚己内酯/丝胶蛋白7∶3组混纺膜炎症反应与丝素蛋白膜类似,小于聚己内酯/丝胶蛋白6∶4组、聚己内酯/丝胶蛋白5∶5组和聚己内酯组;聚己内酯/丝胶蛋白6∶4组与聚己内酯/丝胶蛋白5∶5组与聚己内酯组类似。提示聚己内酯/丝胶蛋白静电混纺膜不会引起显著的炎症响应,少量添加丝胶蛋白可以降低聚己内酯的炎症反应,随着丝胶蛋白含量的增加,炎症反应呈上升趋势。

应力-生长关系与组织修复——贺冯元桢先生百岁华诞

冯元桢(Yuan-Cheng Fung)先生是国际著名力学家,现代生物力学的创始人,有'生物力学之父'美誉。重庆大学生物工程学院作为国内最早开展生物力学和生物流变学研究的科研单位之一,从建设之初就得到了冯元桢先生的大力支持和帮助。

基于卟啉传感器的三聚氰胺检测研究

针对传统三聚氰胺检测方法成本高、分析时间长等不足之处,根据卟啉阵列与液体中分子或离子结合产生光谱变化的基本原理,设计了一种基于卟啉化学传感器的三聚氰胺检测系统。针对系统的软硬件设计,研究了光谱信号、模式识别、通过图像处理获得目标物质的特征信息,经过匹配识别,从而实现目标物质的检测。结合实例,运用该装置对牛奶中三聚氰胺进行了检测,实验结果表明,该系统对牛奶中低于2 mg/m3的三聚氰胺能进行有效的检测和预警。

镁合金材料表面涂层构建及表征

镁合金作为一种新型的可降解生物医用金属材料,在力学性能、生物相容性和生物降解性能方面都具有优越性,目前在医用材料领域已成为研究热点。然而由于其存在腐蚀速率快和腐蚀不均等不足,这势必会阻碍它的应用及发展。因此对镁合金材料表面进行改性处理,增加耐腐蚀性,同时提高其生物相容性,已经成为可降解镁合金发展与应用中的重要组成部分。采用一种细胞内的天然高分子聚合物,即聚β-羟基丁酸酯(poly-beta hydroxy butyric acid ester,PHB)作为涂层材料,在WE43镁合金表面制备PHB涂层,考察改性后镁合金材料的表面形貌和生物相容性。实验结果表明,经聚合物PHB涂层后的WE43镁合金聚合物涂层分布较均匀,对镁合金有较好的保护作用。另外,PHB涂层明显提高了镁合金的血液相容性,对细胞的增殖起到了一定的促进作用,并有利于细胞迁移。该研究为可降解医用镁合金材料的研究提供一种新思路。

不同基底硬度对人肝癌细胞黏附、铺展和迁移的影响

目的研究不同基底硬度对肝癌细胞黏附、铺展和迁移行为的影响及对细胞骨架装配方式和细胞表面黏附蛋白整合素β1表达的调控,探讨基底的力学特性在肝癌细胞恶性转移过程中的作用。方法通过调节丙聚酰胺和双丙烯酰胺的比率制备不同硬度的聚丙烯酰胺基底,并在基底表面裱衬2.5μg/mL纤维连接蛋白为细胞提供黏附位点;用显微观察并记录不同硬度基底上细胞黏附、铺展和迁移的变化,并用Image J软件定量分析;分别运用免疫荧光和流式细胞仪的方法检测不同基底硬度对肝癌细胞骨架装配和细胞表面整合素β1表达的影响。结果硬基底利于肝癌细胞的黏附和铺展并缩短细胞的铺展时间。过软(1.1 kPa)或过硬(玻璃)的基底都不利于肝癌细胞的迁移,肝癌细胞在中间硬度的基底上(10.7 kPa)迁移速率最高。硬基底促进细胞骨架的装配和整合素β1表达。结论基底硬度通过调节细胞骨架装配和整合素的表达从而影响肝癌细胞的黏附、铺展和迁移。

周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞增殖的影响

目的探讨周期性机械拉伸对类风湿关节炎成纤维样滑膜细胞(RA-FLSs)增殖能力的影响。方法实验组细胞在周期性机械拉伸频率为1.0 Hz、拉伸幅度为3%、6%和9%的条件下,分别对RA-FLSs加载2、6和12 h。对照组细胞在保持与实验组培养条件一致的情况下不进行拉伸刺激。机械拉伸后,用流式细胞术和MTS检测细胞的增殖和活性。RT-PCR检测加载后细胞周期调控因子(CyclinD1、CyclinE1、CDK2、P27)在基因水平上的表达变化。结果 6%和9%的拉伸刺激持续作用6、12 h使RA-FLSs增殖和活性显著降低(P<0.05),同时CDK2和CyclinE1的mRNA表达降低,P27 mRNA的表达增高(P<0.05),周期性机械拉伸对CyclinD1表达的影响相对较小。结论周期性机械拉伸对RA-FLSs增殖能力的影响与拉伸强度以及持续的时间有关,6%和9%的机械拉伸刺激可以抑制RA-FLSs的增殖,而这种增殖抑制作用可能是通过调控CyclinE1,CDK2和P27的表达来实现的。本研究对于探讨力学刺激在类风湿性关节炎的发病机制以及临床防治中的作用具有一定意义。