一种高通量测量单细胞弹性模量的微流控芯片

目的设计微流控芯片以便高效简便地捕获大量单细胞并测量其弹性模量。方法根据流体力学原理,设计微流控阵列及其单细胞捕获单元的通道结构和几何尺寸。培养海拉细胞,制作微流控芯片实物,并采用该芯片进行单细胞捕获实验。采用COMSOL软件对作用在被捕获细胞上的剪切力和压差进行有限元仿真。根据作用在被捕获细胞两侧的压差值和细胞在捕获通道中的伸长长度,计算出细胞的弹性模量。结果所设计的微流控芯片能有效地捕获大量单细胞;计算的单细胞弹性模量为780.7Pa±100.5Pa,与文献中报道的763Pa±93Pa接近。结论本文所提出的微流控芯片可高效捕获单细胞并测量单细胞力学特性。     

碱性成纤维细胞生长因子拮抗细胞外炎性因子保护软骨细胞

文题释义：碱性成纤维细胞生长因子：是一种促细胞分裂的肝素结合蛋白,可诱导多种细胞增殖与分化,如软骨细胞、成纤维细胞、骨细胞、血管内皮细胞、肾上腺皮质和髓质细胞、神经元和神经胶质细胞等,在血管形成、促进创伤愈合与组织修复、促进神经组织生长发育过程中起着十分重要的作用。 炎性细胞因子：是指参与炎症反应的各种细胞因子,主要包括肿瘤坏死因子α、白细胞介素1、白细胞介素6等,其具有激活中性粒细胞和淋巴细胞、诱导B细胞分化和产生抗体、诱导T细胞活化增殖与分化、参与机体免疫应答、促进炎性反应等免疫学作用。 背景：目前对于碱性成纤维细胞生长因子促进软骨细胞增殖以及白细胞介素1等炎性因子破坏软骨细胞结构的研究较多,但尚未有二者联合对软骨细胞影响的报道。 目的：探讨碱性成纤维细胞生长因子和炎性因子对软骨细胞增殖、分化的影响。 方法：取体外培养第3代SD大鼠软骨细胞分为4组：①空白对照组：软骨细胞单独培养;②阴性对照组：加入含肿瘤坏死因子α、白细胞介素1和白细胞介素6的无血清DMEM/F12培养基进行培养;③阳性对照组：加入含碱性成纤维细胞生长因子的无血清DMEM/F12培养基进行培养;④实验组：加入含肿瘤坏死因子α、白细胞介素1、白细胞介素6和碱性成纤维细胞生长因子的无血清DMEM/F12培养基进行培养。CCK-8法检测第3,5,7天各组软骨细胞的增殖活性;ELISA检测第3,5,7天各组软骨细胞中炎性因子水平;免疫荧光染色检测第7天各组软骨细胞Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的蛋白水平;Real time-PCR检测第3,5,7天各组软骨细胞Ⅱ型胶原和蛋白聚糖的mRNA水平。 结果与结论：①4组软骨细胞在3个时间点增殖情况,阳性对照组>实验组>空白对照组>阴性对照组;②与空白对照组相比,阴性对照组白细胞介素1、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平明显升高(P < 0.05);与阴性对照组相比,实验组白细胞介素1、白细胞介素6和含肿瘤坏死因子α水平明显降低(P < 0.05);③空白对照组、阳性对照组、实验组Ⅱ型胶原和蛋白聚糖染色均呈现阳性,阳性对照组软骨细胞Ⅱ型胶原和蛋白聚糖表达最显著;④与空白对照组相比,阳性对照组、实验组Ⅱ型胶原和蛋白聚糖在各时间点表达均上调,差异有显著性意义(P < 0.05);而阴性对照组Ⅱ型胶原和蛋白聚糖在各时间点表达均下调,与空白对照组比较差异有显著性意义(P < 0.05);⑤结果表明,合理应用碱性成纤维细胞生长因子能有效维持软骨细胞的表型,抑制去分化,促进细胞增殖。 ORCID: 0000-0001-8611-0558(赵德伟) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

可降解高纯度镁金属骨钉固定修复发育性髋关节发育不良北大核心

背景:发育性髋关节发育不良髋臼缺损患者选择接受全髋关节置换时,髋臼侧的处理对假体安放极为重要,髋臼外上方植骨被证实是一种安全可行的治疗方式,而如何进行植骨成为手术成功的关键因素。目的:探讨在髋臼外上方采用可降解高纯度镁金属螺钉固定植骨联合全髋人工关节置换治疗发育性髋关节发育不良髋臼缺损患者的临床疗效。方法:纳入大连大学附属中山医院收治的7例发育性髋关节发育不良髋臼缺损患者,其中男1例,女6例,年龄54-65岁,按Crowe分型2例Ⅰ型,1例Ⅱ型,2例Ⅲ型,2例Ⅳ型,均进行人工全髋关节置换手术,髋臼侧采用外上方植骨处理缺损增加覆盖,移植骨块采用可降解高纯度镁金属螺钉进行固定。术后随访进行影像学检查与髋关节Harris功能评分、目测类比评分。研究经过大连大学附属中山医院伦理委员会通过(批件号:2013-006)。结果与结论:(1)7例患者随访2-4.5年,患肢短缩由术前的(2.43±0.78) cm下降至术后(0.57±0.56) cm,未见切口感染及不愈合发生,未见假体周围感染出现;(2)7例患者末次随访的目测类比评分低于术前(P <0.05),髋关节功能Harris评分高于术前(P <0.05);(3)影像学检查显示,可降解高纯度镁金属螺钉在术后三四年间全部降解,移植骨块均与髋臼骨性愈合,未见移植骨块脱落及假体松动,所有病例术后未见不良并发症发生;(4)结果表明,对于发育性髋关节发育不良髋臼缺损患者,在髋臼外上方采用可降解高纯度镁金属螺钉固定植骨联合全髋人工关节置换治疗的短期效果满意。     

急性无氧功率自行车运动对颈总动脉弹性模量 和局部血液动力学的影响

目的研究急性无氧功率自行车运动对不同性别人体颈总动脉弹性模量和局部血液动力学的影响。方法以9名男性和8名女性20～30岁年龄段的健康志愿者作为研究对象,使用无氧功率自行车持续进行4组相同强度的急性运动训练。应用彩色超声多普勒分别检测静息状态及每组运动训练后的颈总动脉管径波形、轴心流速波形,用电子自动血压计同步检测心率和血压大小。运用经典血液动力学理论对检测数据进行分析,计算颈总动脉的弹性模量和局部血液动力学参数,包括压力-应变弹性模量、流量率、周向应变、壁面切应力和振荡剪切指数。结果运动后心率增加;随着运动的积累,颈总动脉弹性模量呈增加趋势;一个心动周期内轴心血流速度和流量率最大值与平均值上升,流速和流量率最小值下降;收缩压和平均压增高,舒张压无明显改变;周向应变无明显改变;切应力最大值有明显增加的趋势,切应力最小值下降趋势明显;振荡剪切指数也有增大的趋势。结论急性无氧功率自行车运动可增加20～30岁年龄段不同性别志愿者的颈总动脉弹性模量,并对颈总动脉局部血液运动学和动力学功能参数产生明显的影响。本文结果将为无氧运动调控脑血管功能提供有用的血液动力学信息。     

端点条件对平行平板流动腔底部切应力的影响

高度远小于横向和纵向几何尺寸的平行平板流动腔是当前用以体外研究细胞在切应力场作用下的力学行为,特别是粘附特性的主要工具之一。本文对实际使用的具有不同入口和出口边界条件的流动腔内流体定常流动的流场进行了详细分析,计算出几种常用的不同人口和出口流量分布所对应平行平板流动腔底部的切应力场分布。详细讨论端点条件对腔室底部切应力的影响情况。指出端点条件的影响只局限在离开腔室差不多为腔室宽度的区域之内,本文结果对于分析流动腔内细胞的力学行为和讨论切应力对细胞的影响有重要实际意义。     

急性高血压诱发血管重建的数值研究

研究表明,高血压将导致动脉管壁几何尺寸、力学特性以及生理功能的一系列变化,这是血管为适应力学环境改变（血压升高）而发生的重建（remodeling）。研究高血压血管重建不仅有助于了解生命材料特有的耐力学环境的自适应特性,而且对高血压病理研究和有效防治也有重要的指导意义。因此,有关高血压血管重建的研究已成为当前人们研究的热点之一。实骤S果表明,急性高血压引起血管重建的进程是相当快的,通常在若干天内就可观测到血管几何尺寸和结构的较明显变化。为了更深入理解血管重建的实验结果,并使得对血管重建的认识更加系统化,近…     

平行平板流动腔中Casson流体脉动流的摄动解

高度远小于横向和纵向几何尺寸的矩形平行平板流动腔是人们用以体外研究细胞在切应力作用下力学行为的主要工具之一，考虑到通常采用的矩形平行平板流动腔内的流动属于小雷诺数流动，本文用雷诺数作为摄动参数求出了矩形平行流动腔内Casson流体脉动流的摄动解，给出了腔内切应力随压力梯度和流量的变化规律。数值结果表明，相同压力梯度下Casson流体和牛顿流体对应的腔内切应力分布无明显不同，而在相同流量条件下，Casson流体和牛顿流体对应的腔内切应力分布有明显差异，本文为Casson流体脉动流条件下平行平板流动腔切应力的确定方法提供了理论依据。     

剪应力和周向应变联合作用下血管内皮细胞内自由Ca2+响应

机械力调节血管内皮细胞功能.Ca2+在机械力信号转导中扮演了重要的角色.本文研究剪应力和周向应变联合作用下血管内皮细胞内自由Ca2+浓度的变化规律,结果表明,在生理周向应变条件(小于15%)下,同时暴露于剪应力和周向应变的细胞内自由Ca2+浓度变化更依赖于剪应力大小而非周向应变的大小,Ca2+浓度升高主要是胞外Ca2+内流引起的.     

急性上肢哑铃训练对颈总动脉硬度和血液动力学的影响

抗阻力训练对于动脉硬度的影响存在着相互矛盾的结果。为研究不同负荷的急性上肢哑铃训练对颈总动脉硬度和血液动力学的影响,选择10名健康男性志愿者,年龄（21 ± 2）岁,分别进行5 kg和7 kg负荷的哑铃上肢曲臂训练各50次,两种负荷中间休息30 min。用彩色超声多普勒记录静息状态及不同哑铃负荷训练后颈总动脉的管径和轴心流速波形,用电子自动血压计同步测量心率和肱动脉血压。基于检测的实验数据,用经典血液动力学理论对颈总动脉硬度、压力-应变弹性模量以及相关血液动力学参数进行分析和计算。结果表明,受试者经过急性上肢哑铃训练后,心率、最大轴心流速、收缩压和最大壁面切应力等血液动力学参数明显增大,而颈总动脉管径、平均流量率、平均血压等参数没有明显变化。此外,在经过5 kg哑铃训练后,最大流量率和平均轴心流速显著增加,最小轴心流速显著减小,颈总动脉硬度、压力-应变弹性模量、舒张压、最小壁面切应力和振荡剪切指数无明显变化;而7 kg哑铃训练后,颈总动脉硬度、压力-应变弹性模量、振荡剪切指数明显增加,舒张压、最小壁面切应力显著降低,平均轴心流速和轴心流速最小值无明显变化。上肢急性哑铃训练会明显改变部分血液动力学参数,在高负荷训练时会急性增加颈总动脉的硬度。     

运动对动脉内皮功能的调控及血流剪切力的介导作用

<正>常的动脉内皮功能在调节血管通透性、维持正常的凝血功能以及免疫、炎症反应中起重要作用,受损的内皮功能则可引起血管的重构以及血栓、动脉粥样硬化等疾病的发生和发展。合理的运动训练能够通过促进一氧化氮(nitric oxide,NO)、前列环素(prostacyclin,PGI2)等物质的分泌来维持和改善动脉内皮功能,并预防动脉粥样硬化的发生。而高强度运动训练则会导致氧化应激的发生并降低NO的生物活性,从而造成内皮功能障碍及心血管疾病的发生。大量研究表明,运动引起的血流剪切力幅度及形式的变化在上述血管生物学响应中起重要的介导作用。本文综述了运动训练对动脉内皮功能的调控作用、血流剪切力的介导作用以及相关分子生物学机制等方面的研究进展,为进一步深入研究运动调控内皮功能的血流动力学机制特别是血流剪切力的重要介导作用提供参考,同时也为通过监控血流剪切力等血流动力学参数以选择最佳运动方式提供一定的科学依据。