硅橡胶的生物医学改性与回收利用

硅橡胶是一类以聚硅氧烷为主链,具有优异的耐热性、耐寒性和电绝缘性,在生物医用领域应用广泛的医用高分子材料。但硅橡胶分子极性低,疏水性强,物理性能较差,在临床应用上存在很多缺陷。文章主要从硅橡胶的共混、矿物粉尘改性、纳米改性等物理性能改性方面以及等离子表面改性、接枝改性、表面涂层改性等生物相容性方面进行了综述,并比较了各种方法之间的优劣,并对硅橡胶制品的回收利用也做了简要叙述,最后对硅橡胶的发展提出了合理的展望。

基于Vision Builder AI的生物医学图像智能化自动处理分析

针对目前生物医学实验室在图像处理分析中存在的软件功能单一、针对性不强等问题,提出使用Vision Builder AI根据具体特定的需要建立生物医学图像处理分析程序,并在微球图像、红细胞图像、花粉分层图像等生物医学图像的分析处理中进行了实际的应用。实验表明,利用VBAI可简单、快捷地针对不同生物医学图像建立相应检测处理程序,可快速自动地对大量图像进行分析,得到准确、客观、量化的数据,VBAI是实验室快速建立生物医学图像处理与分析检测程序的有力工具。

生物医用材料的3D打印技术与发展

近年来,由于3D打印技术的迅猛发展,有关3D打印技术的应用受到科学界广泛关注,特别是生物医学领域。3D打印材料的瓶颈制约着3D打印技术的发展,特别是用于生物医学领域的打印材料,只有非常局限的几种,但是研究可打印生物医用材料意义重大,经济效益显著。简述了3D打印技术在生物医学工程上的应用。重点综述了用于3D打印的生物医用材料,主要涉及金属、陶瓷、高聚物、复合材料以及生物墨水等,并且阐述了3D打印材料的发展前景。

本科医学生物学课程实行全英文教学的实践

目的:探索在本科医学生物学教学中实行全英文教学的教学模式和方法。材料和方法:在我系本科生物医学工程专业的医学生物学课程全面实行了全英文教学,我们的教学实践并没有对修读学生的英语水平进行限制,是在基于学生英语水平接近大学英语四级的基础上进行的。在教学中我们采用了(一)重在建立学生全英文学习自信心的循序渐进的教学法;(二)鼓励学生彻底使用全英文思维去学习全英文教学内容的教学法;(三)以老师课堂讲授为主及学生讨论式自学为辅的教学法。结果:在这门课的中段考试和期末考试中,学生平均成绩均达到良好水平,学生成绩呈正常的正态分布。期末考试该门课的及格率超过90%,学生对该门全英课程的教学评估为92分。在教学实践中我们也发现:(1)英语成绩高的学生其全英医学生物学的成绩也较高;(2)老师讲授部分的平均得分高于学生自学部分的平均得分。结论:我们的实践证明:对英语水平接近大学四级的本科生实施全英文教学是完全可能的。只要有过硬的师资队伍,结合有效的教学组织、先进的教材、先进的教学手段和先进的教学方法就完全可以取得良好的教学效果。

应用猪主动脉脱细胞基质制备新型组织工程血管支架：生物相容性及力学性能评价(英文)

背景:组织工程血管构建的关键依赖于理想的支架。猪血管作为组织工程血管构建材料已有广泛应用,但其较高的免疫原性及较差的力学强度限制了该材料作为组织工程支架的应用。目的:应用猪主动脉脱细胞基质制备一种新的具有良好机械性能及生物相容性的组织工程血管支架。方法:对猪主动脉进行脱细胞处理和热交联改性制备脱细胞血管基质支架,采用苏木精-伊红染色及生物力学分析评估其脱细胞效果及血管基质的力学性能。将人脐静脉血管内皮细胞接种于脱细胞血管基质支架中进行体外培养,评估其生物相容性。结果与结论:用1%的TritonX-100溶液处理猪主动脉84h可完全脱除血管细胞,同时不破坏血管基质结构;经真空下120℃热交联处理12h,脱细胞基质的拉伸断裂强度得到明显提高,达到1.70MPa。在该改性血管基质支架上接种人脐带静脉内皮细胞体外培养7d,扫描电镜显示内皮细胞呈现典型的血管内皮层状结构。表明猪主动脉经过脱细胞处理能够维持血管基质完整,冷冻干燥和真空热交联处理可有效提高其拉伸强度,且对血管内皮细胞具有良好的相容性。

电子显微技术应用于生物纳米材料表征与测试的研究进展

该文简述了电子显微技术的发展历程,并介绍了现代电子显微镜的新功能。针对生物纳米材料理化性能与功能应用的特殊性,结合研究实例,重点阐述运用电子显微结构表征与原位分析测试技术指导构建新颖纳米结构、揭示材料与细胞/组织相互作用并发挥功能的机制。并在此基础上,展望了电子显微技术在生物纳米材料研究领域的发展方向(大尺寸图像拼接、三维重构、动态原位实时成像)。

基于虚拟仪器技术的时序功能电刺激系统

目的:开发可诱发肌肉运动或模拟正常的肌肉自主运动的的系统。方法:应用LabVIEW开发了一基于虚拟仪器技术的两通道功能性电刺激系统。结果:系统可输出各种刺激信号。结论:有关测试结果表明,系统具有良好的性能,达到了设计的各种技术指标,并具有开发方便的优点。

组织工程天然生物材料支架的特征

目的:归纳总结目前国内外组织生物工程天然生物材料支架在结构和性能上的特点与问题及解决的方法和技术。方法:根据组织工程对生物材料支架的要求,阐明分析天然生物材料支架的生物相容性和组织相容性,生物降解性和可吸收性,三维立构空间,支架的表面结构、力学与加工性能。结果:天然生物材料可做为组织工程支架,其结构和组成与人体的组织细胞生长基质相似,具备做为组织工程支架的性能和结构。结论:天然生物材料具有的性能与结构满足组织工程支架的要求。

基于机器视觉技术的压缩机编码识别系统设计

应用IMAQ Vision工具包和LabVIEW开发了压缩机编码识别机器视觉系统。介绍了系统的结构,讨论了编码图像处理和OCR的方法。测试结果表明,系统具有良好的性能。

不同质量配比壳聚糖/聚乙烯醇复合材料组织工程支架的制备:结构及性能比较

背景:聚乙烯醇具有与人体组织相近的含水量、良好的生物相容性和较高的机械强度,适合作为组织工程基质材料。但如何改善其细胞亲和性,是将其作为组织再生支架材料的关键。目的:制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架,探讨其作为修复人体损伤组织或器官组织工程支架材料的可行性。方法:将固定相对分子质量和醇解度的聚乙烯醇124与固定脱乙酰度的壳聚糖按不同质量配比复合,分别用成膜法、成颗粒法、冷冻干燥法制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架。测定复合膜的透光率、含水率、膨胀率;测定复合颗粒和复合海绵的含水率;并用扫描电镜观察复合支架横截面的形貌。结果与结论:通过改变复合支架中壳聚糖与聚乙烯醇和含量,制备7种不同质量配比的复合支架。成膜法制备的复合支架,其透光率为70%～80%,含水率为121.2%～162.5%,膨胀率为60.3%～133.7%;成颗粒法和冷冻干燥法制备的复合支架,其含水率分别为82.0%～461.2%和280.8%～1939.0%。聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,复合支架的综合性能最好。扫描电镜观察显示,聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,用冷冻干燥法制备的复合支架其内部结构规整,呈蓬松纤维状,有较好的力学性能和较高的含水率。

组织工程用β-磷酸三钙/聚乳酸支架材料性能评价

研究了β-磷酸三钙/聚乳酸(PLLA)叠层复合支架在体外37℃生理盐水中降解过程,结果表明复合材料的孔径为100～400μm、孔率在60%～70%以上;复合材料的降解环境酸度维持在近中性,而纯聚乳酸为3 0左右;复合材料失重百分率介于纯聚乳酸和β-磷酸三钙之间,在16周内达20%;随降解时间延长,复合材料力学强度下降、聚乳酸相对分子质量减小;降解过程中Ca2+浓度在12周达最大,为0 002mol/L.证实该材料理化特性适合于骨组织工程支架材料的要求.

骨形态发生蛋白微球对兔骨髓基质细胞生物学行为的影响

目的研究骨形态发生蛋白微球对兔骨髓基质细胞生物学行为的影响。方法将壳聚糖与海藻酸钠制成复合微球,包裹或不包裹骨形态发生蛋白。采用体外细胞培养技术,将两种微球分别与细胞一起培养,通过对细胞增殖率及碱性磷酸酶活性、考马斯亮蓝的检测,观察两种微球对培养细胞的影响。结果两种微球对骨髓基质细胞的增殖均无明显影响,但骨形态发生蛋白微球对细胞的分化及分泌功能有明显的促进作用。结论骨形态发生蛋白能够提高骨髓基质细胞的体外成骨能力,且壳聚糖海藻酸钠微球可作为骨形态发生蛋白的良好载体。

组织工程支架材料偏磷酸钙玻璃陶瓷的多孔性能

文章采用二次烧结法,没有添加发泡剂,制备了一种新型泡沫多孔玻璃陶瓷,主要考察了其多孔性能,分析了其成孔机制并作出成泡沫假设,验证其降解性能和生物相容性能。多孔玻璃陶瓷的制备过程中没有采用发泡剂,但材料可以发泡成孔,材料的配方中,其钙磷物质的量比为0.47,烧结温度选择680℃。X射线衍射图谱证实所得多孔玻璃陶瓷主晶相为偏磷酸钙(β-Ca(PO3)2,CMP)。液体(水)静力称重法计算出其吸水率、显气孔率及体积密度分别为34.6%,43.6%和1.26g/cm3,与树脂成孔法结果类似。扫描电镜图显示,偏磷酸钙玻璃陶瓷孔隙丰富,大孔(100～300μm)和微孔(2～20μm)相互贯通。降解性能检测显示,偏磷酸钙块浸泡于37℃生理盐水28d,失重率9.2%;扫描电镜显示其表面形貌有较大的改变,出现了一些细小条状物质,原因需进一步的分析。细胞实验显示,人骨髓间充质干细胞在偏磷酸钙孔洞里大量生长,且与偏磷酸钙材料表面结合紧密。提示采用二次烧结工艺,无需添加发泡剂,利用其自身配方和性质即可以制备多孔偏磷酸钙玻璃陶瓷,其发泡的主要原因为不定相偏磷酸钙的降解能力强。降解实验和生物相容实验表明所得偏磷酸钙玻璃陶瓷是一种非常有潜力的组织工程支架材料。

生物玻璃陶瓷的生物相容性及其与角膜生物愈合特性的研究

目的:研究生物玻璃陶瓷（Bioglass Ceramic,BGC）在角膜中的生物相容性及其与角膜的生物愈合特性,寻找人工角膜支架材料。方法:将孔径20～70μm、孔隙率37～62％、厚度0.5mm、前后曲率半径7.8 mm、直径6mm的BGC分别植入11只新西兰白兔角膜板层中。裂隙灯观察并照相,不同时间取材进行光镜检查。结果:最长观察8个月,5只实验兔的植入物脱出,其中3只碎裂。术后第2、3周角膜新生血管增生明显。术后2个月,出现角膜浅层轻度混浊。光镜检查见植床内少量大小不一的灰色BGC团块,其间混杂红染物质,周围角膜见大量增生成纤维细胞成同心圆样排列。结论:BGC植入角膜后有较高的脱出率,孔隙率为51％,62％的BGC强度不够,植入后碎裂。BGC植入影响了角膜代谢,导致角膜前板层混浊。目前的切片技术与设备,较难获得良好的切片效果,难以评价BGC在角膜板层中的生物愈合特性。BGC目前的参数不适宜用于人工角膜的支架材料。眼科学报2001;17:198～201。

聚乙烯醇-海藻酸钙组织工程复合支架的性能

背景:将不同相对分子质量及醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钙复合,可形成具有高含水率和适宜膨胀率的组织工程支架材料,形成的多孔结构适用于组织工程支架的细胞培养。目的:采用不同成型方法分别制备聚乙烯醇-海藻酸钙复合支架材料薄膜、颗粒、海绵,探讨其作为组织工程支架材料的可行性,并找出综合性能理想的配比。方法:将不同重均分子质量和醇解度的聚乙烯醇与海藻酸钠按一定比例复合,制备聚乙烯醇-海藻酸钙复合支架。测定复合支架的含水率和膨胀率,利用扫描电镜观察样品横截面的组织形态。结果与结论:通过改变聚乙烯醇的重均分子质量、醇解度和海藻酸钠的用量,得到不同配比的复合支架,含水率在48%～93%范围,膨胀率在120%～470%范围。扫描电镜观察显示,复合材料内部组织形态结构形成多孔结构,当聚乙烯醇重均分子质量为24000,61500时,形成的孔形态结构最好。海藻酸钠用量较少时,复合支架薄膜的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=3:1时孔结构形态最佳;海藻酸钠用量较大时,复合支架海绵的孔结构形态更好,以m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=1:4,m(聚乙烯醇):m(海藻酸钠)=1:6时最佳,材料蓬松多孔,结构规整,且孔分布均匀,满足组织工程多孔支架材料的需要。

聚乙烯醇-透明质酸-胶原组织工程支架研究

以聚乙烯醇（PVA）、透明质酸（HA）和胶原蛋白（Col）为组分，构建组织工程三维多孔支架．将聚乙烯醇分别与不同质量的胶原和透明质酸复合，测定复合材料的含水率和膨胀率．扫描电镜观察材料横截面的表面形态．结果是不同分子质量的PVA与不同配比的Col和HA复合，得到的复合支架材料含水率为57．97％～81．26％，膨胀率为150．00％-459．20％．不同配比的复合支架材料具有不同的内部孔洞结构．结果表明，PVA-HA-Col复合支架材料具有较高的含水率和膨胀率，内部孔洞网络丰富，可作为组织工程支架材料．

应用脱细胞血管基质构建组织工程血管的初步研究

目的:采用脱细胞处理的猪胸主动脉血管基质作为支架材料,接种人脐带血管内皮细胞,构建组织工程血管。方法:以新鲜猪胸主动脉为原材料,1% Triton X-100为脱细胞试剂,制备脱细胞血管基质;采用冷冻干燥和热交联法对脱细胞血管基质进行改性,并进行组织学观察及力学性能测定。用人脐带内皮细胞经培养和扩增后,再与所制备的脱细胞血管基质进行复合培养,光学显微镜及扫描电镜观察内皮细胞生长状况。结果:1%TritonX-100处理84h的猪胸主动脉,既能完全脱除血管中细胞,同时又完整保留血管基质的三维结构;对脱细胞血管基质冷冻干燥24h,120℃下热交联12h,能有效提高材料的机械强度,断裂强度可达到1.70MPa。扫描电镜下可见,脱细胞血管基质与内皮细胞复合培养7d,已形成典型血管内膜样结构。结论:经改性后的脱细胞血管基质与内皮细胞具有良好的相容性,用其作为支架材料与内皮细胞复合培养,有望应用于构建组织工程化血管。

环糊精-高聚物超分子类生物材料的研究进展

系统地综述了近年来有关环糊精和高聚物形成的包合物的相关研究现状。着重从生物材料研究的角度对环糊精-高聚物超分子的制备方法、包合物的特殊性质、表征方法和应用领域进行分析。

组织工程修复骨及软骨缺损的现状及展望

随着组织工程技术的快速发展,组织工程骨软骨复合组织构建修复骨软骨缺损成为研究热点。骨软骨复合组织的构建仍存在很多难题,还需日臻完善。文章从支架材料设计的种类,包括单层和一体化双层支架;种子细胞的来源和类型,包括自体或异体来源软骨及骨细胞、骨髓基质干细胞和胚胎干细胞;生物反应器技术的应用等方面综述了目前骨软骨缺损修复的研究进展,指出组织工程骨软骨修复骨软骨缺损存在的主要问题,并对日后该方面研究的发展方向提出展望。