仿生心肌微环境介导的材料生物学研究

心肌梗死是由冠状动脉阻塞所引起的心肌缺氧坏死,其发病率和病死率居高不下。近年研究发现,利用组织工程手段仿生构建心肌微环境能有效改善心肌梗死区微环境,对心肌的再生能力有着重要的调控作用,能在一定程度上促进心肌再生,有望成为将来治疗心肌梗死的新方向。然而,由于对仿生心肌微环境和机体微环境交互作用、引发的生物学效应及作用机制不清楚,直接影响心肌损伤修复的过程和质量。因此,阐明仿生心肌微环境在心肌损伤修复过程中的交互作用过程及其介导的生物学效应迫在眉睫。该文系统性综述了仿生心肌微环境的构建策略及植入体内后介导的生物学效应,包括免疫调控效应、促血管再生效应以及再生协同效应等,为新型心肌补片的仿生设计和临床应用提供理论支持。

橙汁提取物生物制备银纳米颗粒及其生物相容性研究

目的探索橙汁提取物生物制备银纳米颗粒产量最大化的条件;评价其银纳米颗粒的生物相容性。方法检测反应体系在不同pH、温度与反应时间等条件下银纳米颗粒产量变化,探索最佳反应条件;通过CCK-8试剂盒、扫描电镜和抑菌实验评价银纳米颗粒的生物相容性及抗菌性。结果在pH=8.0、0℃、反应时间为4 h条件下银纳米颗粒产量最高。制备的银纳米颗粒呈球形或椭球形,平均粒径为15.54 nm,Zeta电位为-34.46,分散良好。浓度介于6.25~50μg/ml的银纳米颗粒对大鼠皮肤成纤维细胞和红细胞均无毒性作用。在12.5μg/ml及以上浓度银纳米颗粒对大肠杆菌具有抑制作用,100μg/ml及以下浓度银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌未见明显抑制作用。结论在pH=8.0、0℃、反应时间为4 h条件下利用橙汁提取物制备银纳米颗粒产量最高,这种银纳米颗粒粒径小、分散均匀、不易团聚,具有良好的生物相容性和抗菌性。

T1-加权磁共振成像造影剂及其诊疗一体化纳米探针研究进展

MRI已经成为临床疾病诊断的重要手段之一,而40%~50%的临床MRI检查需要使用造影剂来提高MRI的灵敏度,因此,MRI造影剂也成为重要的临床诊断药物。本文主要介绍了MRI造影剂及其分类,市售MRI造影剂的优缺点,并对极小磁性氧化铁纳米粒子、点式核壳型铁钆复合纳米粒子和极小氧化钆纳米粒子进行了评述,这三者因其r1值很高且r2/r1比值很低,T1-加权MRI成像的效果很好,有望转化为临床医用T1-加权MRI造影剂。本文对将MRI造影剂与各种肿瘤治疗策略相结合的诊断治疗一体化体系进行了评述,如MRI指导的铁凋亡治疗、MRI指导的放射增敏治疗和MRI指导的光热治疗,它们实现了对肿瘤的高效治疗和实时监控,有望成为可行的癌症治疗策略。最后对MRI基多功能诊疗制剂这一领域的未来可能研究方向进行了展望。

组织工程研究的现状及应关注的重要基础科学问题

近年来,随着生物材料、种子细胞以及生长因子等组织工程基本要素的深入研究以及组织构建技术的快速发展,一系列具有临床应用前景的组织工程产品相继涌现,部分产品已走上临床,一些复杂功能器官(膀胱、生物人工肝、涎腺组织)的模拟与人工构建也获得了重要进展。然而,目前的组织工程产品研发仍面临巨大挑战,一些关键技术有待突破,一些重要的基础科学问题亟待厘清。为此,国家自然科学基金委员会组织召开了以"组织工程研究的前沿与挑战"为主题的第209期双清论坛,围绕材料生物学、重要生命器官构建及类器官研究中的技术和科学问题展开深入研讨,分析了研究现状和发展趋势,凝练了我国未来重点关注和亟需解决的重要基础科学问题。

静电纺丝纳米纤维水凝胶复合支架促进肌组织修复

肌肉组织是人体中重要的组成部分,在人体中分布广泛并承担了重要的作用。然而很多损伤会导致肌肉组织功能上的丧失。组织工程可以通过在体外制备出组织工程化的肌肉组织来修复肌肉损伤,为肌肉组织的修复提供了新途径。然而,研究如何利用组织工程技术制备出功能性组织工程化肌肉是一个亟待解决的科学难题。天然肌肉组织是具有立体结构的,并且细胞是生长在三维结构的微环境中。而电纺纳米纤维材料难以制备成满足肌肉组织的三维结构需求的组织工程支架。对比而言,水凝胶是与细胞外基质立体结构类似的三维材料,可以为肌肉细胞提供三维生长环境,但却无法直接诱导肌肉细胞取向生长,因此也难以在肌肉修复中广泛应用。