低氧环境可体外促进人诱导多能干细胞分化为拟胚体

目的 探讨人诱导多能干细胞向拟胚体分化过程中,生理性低氧环境在拟胚体悬浮和贴壁阶段的影响及其相关机制。方法 本研究中拟胚体悬浮阶段分为悬浮常氧组（21% O2）和悬浮低氧组（5% O2）,贴壁阶段分为贴壁常氧组（21% O2）、贴壁低氧组（5% O2）、贴壁低氧组＋HIF-1α抑制剂Echinomycin。首先采用免疫荧光法鉴定人诱导多能干细胞的多能性,人诱导多能干细胞消化后分别在21%氧气和5%氧气条件下悬浮培养5 d,利用显微镜观察悬浮阶段拟胚体的形成和形态变化,5 d后检测拟胚体中三胚层标记基因的表达情况。接着分别取等量的拟胚体接种到明胶包被的培养皿,继续在21%和5%氧气条件下培养2 d,观察贴壁阶段拟胚体的粘附性能和粘附后向外周扩增速度的差异,检测低氧信号通路相关的HIF-1α、β-catenin和VEGFA的表达情况,随后在5%氧气条件下使用HIF-1α特异性抑制剂Echinomycin后,再次检测低氧信号通路相关的HIF-1α、β-catenin和VEGFA的表达情况。结果 常氧组和低氧组的拟胚体均具有三胚层分化的潜力。与常氧培养组相比,低氧组悬浮拟胚体周围的凋亡碎片明显减少,且较早出现囊性拟胚体,获得的拟胚体大小更加均匀一致。此外,低氧组的拟胚体贴壁数量明显高于常氧组（P<0.05）,拟胚体贴壁后向外生长的速度明显快于常氧组（P<0.05）。低氧组HIF-1α的mRNA未显著上调（P>0.05）,而β-catenin和VEGFA的mRNA显著上调（P<0.05）;在蛋白质水平,低氧信号通路相关的HIF-1α、β-catenin和VEGFA的表达均上调（P<0.05）。低氧组使用HIF-1α特异性抑制剂Echinomycin后,低氧信号通路相关的HIF-1α、β-catenin和VEGFA的蛋白质表达均下调（P<0.05）。结论低氧条件不影响拟胚体的三胚层分化潜力。生理性低氧可以促进悬浮拟胚体的形成和成熟,并且能增强拟胚体的贴壁和贴壁后增殖性能,初步证实通过激活HIF-1α/β-catenin/VEGFA信号通路,提升人诱导多能干细胞的分化能力。     

3D打印高度可调聚醚醚酮颈椎椎间融合器的优化设计与评价

目的针对传统颈椎融合器与患者解剖形貌匹配程度较低的临床问题,建立一款具备高度调节功能且外形与椎体相匹配的颈椎融合器,并对其生物力学性能进行评价。方法按照颈椎前路解压术(anterior cervical discectomy and fusion,ACDF)建立颈椎C4～5节段融合模型,模拟前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转不同运动工况,计算融合器与椎体终板的应力。3D打印制备融合器后进行体外力学实验,探究融合器的安全性与稳定性。结果该融合器可保持融合C4～5节段颈椎活动度(range of motion,ROM)为1°～2.8°,降低至自然节段ROM的40%～80%。在体外压缩试验中,融合器屈服载荷为(2 721.67±209) N,满足服役状态下生理载荷的最大需求。结论所设计的高度可调融合器显示出较优的生物力学性能,且可以减少手术中的选型步骤。     

盐酸小檗碱透过羧甲基壳聚糖-海藻酸钠聚电解质水凝胶规律探究

目的 探究伤科黄水中黄连和黄柏的主要有效成分BBH在CMCS-SA体系中的传递与扩散规律。方法 CMCS和SA按照一定比例搅拌,加入GDL后形成聚电解质水凝胶。采用流变仪研究CMCS-SA的水凝胶的流变学性能,包括弹性模量G’和粘性模量G’’。设计针对CMCS-SA水凝胶的BBH扩散模型并通过UV观察BBH透过CMCS-SA聚电解质水凝胶的相关规律。 结果 测定CMCS与SA配比为3:1、 2:1、 1:1、 1:2、 1:3时的水凝胶弹性模量G’,当CMCS:SA=1:1时,G’最高,此时水凝胶交联强度最高。通过BBH传递模型测定其累积传递量,经Peppas方程拟合BBH在CMCS-SA水凝胶中的扩散为骨架溶蚀作用,表明随着CMCS的氨基减少或SA的羧基增加,BBH解离,传递效率增加。CMCS-SA水凝胶的弹性模量G’随着GDL含量增加而增加,是因为pH的降低导致CMCS和SA分子间的结合力逐渐增加,水凝胶交联度增强。固定CMCS与SA比例1:1, GDL含量0.15g/mL,CMCS-SA水凝胶成型性良好。此外BBH在不同浓度GDL的水凝胶中传递时,随着GDL含量增加,传递效率上升。BBH在不同厚度水凝胶中传递时,随着厚度减小, CMCS-SA水凝胶的传递效率增加。 结论 CMCS-SA水凝胶体系作为潜在的BBH等中药提取物的药物载体有望作为经皮给药的凝胶载体。     

具有梯度模量的3D打印糖尿病鞋垫设计

目的以精准降低足底压力为目标,提出一种快捷、低成本的个性化糖尿病足部建模及鞋垫的设计方案。方法通过对标准足骨模型进行缩放的方法,构建患者足部有限元模型,分析足部生物力学,并根据鞋垫模量和足底压力数学映射模型,建立具有梯度模量的个性化鞋垫三维模型。利用3D打印技术进行鞋垫制造,并开展实验验证。结果采用缩放建模方法所建足部模型的有限元预测的相关力学指标与CT重建模型的结果基本接近,最大误差控制在15%以内。与穿戴普通鞋垫相比,使用个性化鞋垫后足底峰值压力有效降低约20%。该简化设计方案的时间和经济成本降低约90%。结论该糖尿病鞋垫设计方案缩短设计周期,其中制备的个性化鞋垫有效精准降低足底压力,降低足部溃疡的风险,为个性化糖尿病鞋垫的推广提供技术基础。     

育龄和胎次对子代发生染色体异常的关系

本文查染色体1038例,其中婚后同居≥2年不育者817例,<2年190例,婚前体检31例。发现染色体异常170例,异常检出率为16.2％。母亲生育年龄≤16周岁27例,≥35周岁14例,二者占24.1％(41/170),发生在多子女中最小者共72例,占42.35％(72/170)。说明母亲生育年龄和胎次对子代染色体异常发生率增高有关。     

组织工程血管构建过程中平滑肌细胞增殖变化及代谢模式

背景：将种子细胞接种于三维支架材料上然后在生物反应器中进行三维培养是一种常见的体外组织工程培养手段，但是生物工程血管构建过程中的细胞增殖变化及代谢模式尚不清楚。目的：探究利用体外生物反应器进行生物血管组织构建过程中细胞耗氧等代谢变化及其原因。方法：以自主搭建的血管生物反应器系统为平台，牛血管壁平滑肌细胞为种子细胞，常规CO₂培养箱提供培养过程的外部气体环境。将种子细胞接种于管状多孔隙的聚乙醇酸支架材料上进行三维培养，全过程包括1周的静置期和7周脉动张应力刺激加载期。搭建一套非侵入式监测体系，采用光学溶解氧贴片法监测反应器中培养液溶解氧变化，并通过定期取样测定葡萄糖消耗量及乳酸生成量。采用CCK-8检测平滑肌细胞在聚乙醇酸三维支架材料上增殖情况，通过烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的氧化态与还原态比值(NAD+/NADH)了解培养早期阶段细胞增殖与代谢状况，采用RT-qPCR、Western blot方法检测增殖相关基因(Ki67)及糖酵解相关基因(GLUT-1、LDHA)的表达。结果与结论：(1)从细胞加注到静置期结束(第1周)培养液的溶解氧水平为(4.314±0.380) ...