振荡流动对组织工程用灌注式生物反应器中剪切力分布影响

目的考察振荡流动以及三维支架孔径和孔隙率对生物反应器内流速和剪切力分布的影响,并根据理论计算结果为脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器制备提出优化方法。方法针对实验室前期制备的骨组织工程用脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器,将脱细胞骨三维支架简化为各向同性的多孔介质,对生物反应器内的流速和剪切力分布进行理论建模。结果振荡流作用时,多孔支架材料内速度和达西剪切力呈现一致的变化规律,不同半径处流速和达西剪切力差异减小,有利于在骨组织工程中对种子细胞进行均匀三维培养。提高入口灌流速度可提高平均达西剪切力;增加多孔支架孔径或孔隙率对支架内流速峰值影响不大,但会显著降低平均达西剪切力;提高入口振荡流动振荡频率可降低支架内流速最大峰值,显著减小不同半径处流速的差异。结论适宜的振荡流易产生利于骨组织工程干细胞所需剪切力,研究结果有望为优化骨组织工程中种子细胞的三维培养方法提供理论指导。

NiTi合金血管内支架表面改性及其生物相容性研究

为了更有利于血管内支架表面的药物涂层和内皮细胞的粘附,采用化学腐蚀后溶胶-凝胶法涂覆TiO_2薄膜和等离子体沉积的方法对血管内支架表面进行粗糙化表面改性。并对这两种改性方法的生物相容性进行评价,结果表明,改性后支架的粗糙度增大,提高了抗凝血性和亲水性,但抗腐蚀性的增加不显著。

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。

基质力学对肿瘤发生发展及肿瘤细胞生物学行为影响的研究进展

实体瘤的发生发展常伴随着细胞外基质的异常沉积、交联和基质刚度增加.基质刚度增加和肿瘤细胞软化引起肿瘤微环境的力学异质性.基质力学通过影响肿瘤细胞的增殖、迁移、转移、上皮间质转换、肿瘤干细胞特性和耐药性等调控肿瘤的发生、恶性转变和转移.研究基质力学对肿瘤发生发展的影响不仅可深化对肿瘤发展的认识,也可为研究新的诊治方法提供理论基础.本文论述了细胞外基质力学特性对肿瘤发生发展及肿瘤细胞生物学行为影响的研究进展,并展望了其发展前景.

大鼠毛囊干细胞的纯化培养鉴定及其生物学特性

目的采用免疫磁珠法(vario magnetic activated cell sorting,Vario MACS)分离纯化培养大鼠CD34+毛囊干细胞,并研究其生物学特性。方法显微分离获得毛囊bulge区,消化成单细胞悬液并进行CD34抗体标记和磁珠标记,使细胞悬液通过分选柱,分别收集CD34+细胞和CD34-细胞,检测细胞活性后进行细胞培养并绘制细胞生长曲线。扫描电镜观察毛囊干细胞表面形态,透射电镜观察干细胞内部结构形态。免疫细胞化学检测培养细胞中β1-整联蛋白、CD34和α6-整联蛋白的表达。结果用VarioMACS法有效分离并成功培养CD34+毛囊干细胞,分选后的细胞仍具有较好的活性,细胞生长曲线表明,CD34+毛囊干细胞增殖速度快,增殖期长,而CD34-细胞则较快进入平台期。培养的CD34+细胞中干细胞标记物β1-整联蛋白、CD34和α6-整联蛋白的表达均强于CD34-细胞。获得电镜观察毛囊干细胞表面形态学特征及内部结构特征资料。结论VarioMACS法能有效分离获得的CD34+毛囊干细胞,该细胞具有良好的生物学性能。

原位杂交技术在组织工程研究中的应用

背景:通过原位杂交技术对修复组织进行检测,是目前分析组织再生和修复状况的重要方法之一。目的:综述国内外关于原位杂交技术在组织工程应用中的研究概况。方法:应用计算机检索PubMed1980-01/2009-07期间的相关文章,检索词为"In situ hybridization,Tissue engineering,Insulin-like growth factor-I(IGF-I)",并限定文章语言种类为English。同时计算机检索中国期刊全文数据库1995-01/2009-07期间的相关文章,检索词为"原位杂交,组织工程,胰岛素样生长因子1",并限定文章语言种类为中文。此外还手工查阅相关专著数部。纳入原位杂交技术基本原理及原位杂交技术在组织工程中相关应用的文章。结果与结论:原位杂交技术包括分子生物学、细胞遗传学和组织化学等方面的技术,是一种核酸定位和检测基因表达的有效方法。原位杂交技术尤其是荧光原位杂交技术,可对修复的组织进行准确有效的检测,在骨、软骨等组织工程实验研究中有广泛应用,已成为目前分析组织再生和修复状况的重要方法之一。近年来国内外对原位杂交技术在组织工程中的应用研究主要从生物医学和临床医学两方面着手,都获得了众多研究成果。此外,对与组织生长发育密切相关的生长因子胰岛素样生长因子1的原位检测也很有效,三维支架中胰岛素样生长因子1的原位检测是今后工作的重点。

用于组织工程的去细胞化基质材料研究进展

细胞外基质在调节干细胞分化和诱导新的组织器官重建过程中扮演着重要的角色。在体外通过不同去细胞化方法获得不同来源的去细胞化基质材料,并研究它们在组织工程领域的应用,具有重要的理论意义和临床应用价值。总结了不同来源去细胞化基质材料的制备方法,并分析了其在诱导干细胞分化和组织修复过程中的作用,最后探讨了目前去细胞化基质材料存在的问题和面临的挑战。

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。

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。

活体血栓形成机理研究进展

活体血管壁损伤和损坏引起血栓的形成机制很复杂,涉及到血液和血管性质及局部的血液流动等诸多因素。本文论述了活体血栓形成的研究意义、内容、进展及其相应的基本理论与实验研究方法,重点评述了信号转导和血液动力学在活体血栓形成中的重要作用,分析了活体动物模型中的难点,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方向。

力生长因子E肽与应力刺激对成骨细胞基因表达的影响

目的应用基因芯片技术分析在力生长因子E肽(MGF-Ct24E)和应力作用下成骨细胞基因表达的差异。方法体外培养原代成骨细胞,分别对细胞施加周期性拉伸刺激(应变12%,频率0.5 Hz)和MGF-Ct24E(50 mg/L)直接作用,基因芯片技术分析力学刺激和MGF-Ct24E作用对原代成骨细胞基因表达谱的影响,并用定量PCR验证基因芯片实验结果。结果与对照组相比,力学加载组共发现差异表达基因1 866个,其中上调基因1 113个,下调基因753个;MGF-Ct24E处理组共发现差异表达基因1 178个,其中上调基因796个,下调基因382个。GO分析发现两者的差异基因表达谱具有一致性,并且差异表达基因主要涉及细胞增殖与分化调节、细胞对应力刺激的响应和力学转导通路等。定量PCR实验结果验证的差异表达基因与芯片实验结果一致。结论基因表达谱分析显示应力刺激和MGF-Ct24E作用对成骨细胞的基因表达具有类似的调控效应,为后续使用MGF-Ct24E治疗骨修复以弥补应力刺激不足的研究提供了新的思路。

关于血管内皮细胞膜张应力累加效应的实验研究

冯元桢等的理论分析表明 ,在一定条件下血管内皮细胞膜张应力会逆血流方向累加。此结果意义重大 ,但实验验证尚难。本文试图通过不同长度的内皮细胞单层的Invitro实验为此求得一种证据。人胚肾小球血管内皮细胞 (HGVEC)单层暴露在平面剪切流场中 (切应力水平为 0 .4 5N/m2 ) 2 4h ,两种不同长度 (10cm和 6cm)单层内皮细胞的内皮素 (ET 1)累积分泌量、平均分泌速率、最大分泌速率、最小分泌速率及分泌率变异系数以及血管紧张素II(ATII)的累积分泌量、平均分泌速率等均有显著差异。其中 ,在前述两种长度下 ,平均分泌率比值 ,ET 1为 2 .7∶1,ATII为 1.5∶1。而在 0 .6 5N/m2 切应力作用 10h条件下 ,相应的比值同为 1.5∶1。本试验结果表明在相同切应力条件下 ,单层内皮细胞长度与其蛋白质代谢有密切的相关 ,进而从一个侧面证明血管内皮细胞膜张应力存在累加效应。

基质细胞衍生因子-1及其受体CXCR4在肿瘤转移中的作用

基质细胞衍生因子-1(Stromal cell-derived factor-1,SDF-1)及其受体CXCR4与人类多种肿瘤转移密切相关,CXCR4在一些肿瘤细胞系、原发肿瘤组织均呈高表达。SDF-1在肿瘤细胞潜在转移靶器官的表达量比非常规转移靶器官高,肿瘤细胞利用CXCR4与其天然配体间的趋化效应实现远距离转移。SDF-1/CXCR4驱动癌细胞转移模式的提出及其相互作用机制的深入研究对于肿瘤治疗具有重要的指导意义。

机械压应力作用下IL-1α与TNF-α对滑膜细胞MMP-2,-9活性的影响

目的通过研究机械压应力作用下炎症因子对滑膜细胞MMP-2,-9活性的影响,探讨滑膜组织在前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)机械性损伤过程中所起的作用。方法利用等双轴拉伸装置对滑膜细胞施加12%模拟机械损伤的压应力以及施加炎症因子IL-1α与TNF-α,通过明胶酶谱法检测MMP-2,-9的活性。结果12%机械压应力使MMP-2的活性增加了122%,TNF-α对MMP-2的活性有着明显的时间依赖性增加,而IL-1α则没有;IL-1α与TNF-α共同作用则对MMP-2,-9活性有着显著增加。结论机械压应力与炎症因子对MMP-2,-9的活性有着显著的协同作用,机械压应力与炎症因子能够增加滑膜细胞MMP-2,-9的活性,因此滑膜组织可能参与调节关节腔内微环境以及膝关节组织损伤与修复的过程。

血管网分形研究进展

论述了血管网中分形问题的研究意义、内容、进展及其相应的基本理论与实验研究方法,重点评述了分形理论在血管网结构、血管生成和血管病理中的研究进展,以及血管网结构对肿瘤血管内物质输运的影响,分析了分形理论在血管网研究中的难点,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方向。

GasderminA3基因突变对小鼠毛囊β-catenin表达的影响

目的探讨GasderminA3(GSDMa3)基因突变前后β-catenin在毛囊中表达的变化。方法采用免疫组化S-P法、RT-PCR、Western blot等方法,检测出生后11d(毛囊生长期)、16d(毛囊退化早期)、18d(毛囊退化晚期)、24d(毛囊静止期)等各个时相点的GSDMa3基因突变鼠和C57BL/6(B6)鼠背皮毛囊β-catenin的表达表化。结果GSDMa3基因突变鼠和B6鼠β-catenin的表达均从11～24d逐渐减弱,但GSDMa3基因突变鼠β-catenin的表达在各个时期均强于B6鼠。在生长期,β-catenin表达于内外根鞘和毛母质细胞中,在GSDMa3基因突变鼠的表达强于B6鼠;在退化期,β-catenin主要表达于外根鞘和毛母质细胞中,在突变鼠的表达更强于B6鼠;在静止期,β-catenin主要表达在突变鼠的外根鞘细胞中,而在B6鼠的毛囊中表达很少。结论GSDMa3基因可能通过调节β-catenin的表达,影响毛囊的生长和发育。

电刺激联合干细胞修复周围神经损伤的研究进展

周围神经损伤在创伤中较为常见,易造成神经系统部分或全部损伤,从而导致功能丧失和其他神经性疾病.尽管周围神经损伤的治疗效果随着科技的发展有了明显提高,但距离真正的形态和功能重建还相差甚远,神经再生及功能恢复速度缓慢仍是临床治疗的难点.电刺激因使用方便、无创和副作用小等优点越来越受到研究者的青睐,与干细胞联合广泛用于周围神经损伤修复的体外研究.本文论述了电刺激联合干细胞在周围神经损伤修复方面的研究进展,并讨论了其可能的作用机理.特别分析了电刺激联合干细胞在周围神经损伤修复研究中的难点,展望了其发展前景.

TGF-β_1刺激下损伤的前交叉韧带和内侧副韧带中BMP-1基因的表达

目的观察在转化生长因子-β1(transforming growth factor beta1,TGF-β1)作用下,损伤的前交叉韧带(anteri-or cruciate ligament,ACL)和内侧副韧带(medial collateral ligament,MCL)中骨形态发生蛋白-1(bone morphogenetic protein-1,BMP-1)基因的表达,找出TGF-β1、BMP-1之间的关系,揭示机械损伤后ACL和MCL细胞中BMP-1的表达差异。方法采用反转录PCR(RT-PCR)和实时荧光定量PCR方法检测1、5、50 ng/ml TGF-β1处理后2 h受损的ACL和MCL细胞中BMP-1的表达以及5 ng/ml TGF-β1作用2、6、12、24 h受损的ACL和MCL细胞中BMP-1的表达;Western blot检测5 ng/mlTGF-β1处理48 h后受损的ACL和MCL细胞中BMP-1的表达。结果受损的ACL和MCL细胞中BMP-1的基因表达比正常状态下偏高,并随着TGF-β1浓度的增大而增高,在MCL中的增高程度比在ACL中高出近1倍(P<0.05);与正常组相比,在5 ng/ml TGF-β1处理24 h后,ACL细胞中BMP-1的表达在24 h达到最高比例(约为6.1倍),而在MCL中12 h达到最高比例(约为9.84倍,P<0.05)。5 ng/ml TGF-β1处理48 h后BMP-1蛋白也明显上调,与无TGF-β1处理的对照组相比,ACL细胞中BMP-1上调2.32倍,MCL细胞中BMP-1上调3.84倍(P<0.05)。结论 TGF-β1刺激BMP-1的变化可能直接影响到细胞外基质中活性赖氨酰氧化酶的表达,对损伤ACL和MCL的修复有极其重要的参考价值和临床意义。