颅脑减速碰撞中脑组织空化效应的模拟研究

目的:构建一种新的方法用于再现颅脑减速撞击过程中对冲部位的空化效应.方法:制作含微气泡的透明颅脑物理模型,并将其安放在竖式颅脑减速撞击移动平台上.在高强度灯光的照明环境中,将移动平台以40 cm的高度自由下落而撞击固定台面,同时采用高速摄像记录减速撞击的整个过程.之后用序列图片分析软件计算微气泡的体积与平均压力的变化,研究碰撞过程中脑组织的空化效应.结果:位于撞击对侧的微气泡在撞击过程中其体积明显增大,位于撞击侧的微气泡在撞击过程中其体积减小,位于中性点的微气泡在撞击过程中其体积增减不明显.结论:该实验结果表明颅脑对冲部位出现了负压,存在空化现象.清晰直观地再现了颅脑减速撞击过程中对冲部位的空化效应.有助于在一定程度上较好地认识颅脑减速撞击过程中脑组织内动态应力的分布特点,为阐明交通事故伤中较为常见的颅脑"对冲伤"的力学发生机制提供一定的方法和实验基础.同时该方法对于研究颅脑减速撞击损伤的致伤机理及其诊断和防护具有重要意义.     

一种用于动物肝脏减速撞击伤机制研究的装置及实验探讨

目的：构建一种减速撞击装置,对小动物肝脏减速撞击过程中的受力方式进行研究,以便对汽车交通事故中驾乘人员可能存在的肝脏损伤特点进行分析。方法：通过肝脏自身的粘性将其置放于一可移动撞击平台上．此外．无其它约束。之后,使肝脏随同移动平台从一定的高度自由下落并撞击一固定台面。通过对撞击前后的肝脏照片情况进行比对．可以明确肝脏的损伤方式进而确定肝脏的受力方式。结果：在肝脏的减速撞击过程中．在对冲部位出现了明显的撕裂伤,该部位的伤情也是整个肝脏最严重的伤情所在位置。此外,在肝脏的撞击部位未见明显的撕裂伤。提示,在肝脏的减速撞击过程中,其对冲部位受到了相对较大的拉伸应力的作用。讨论：一般而言,生物体软组织的抗拉伸致伤的性能较弱,而其抗压缩致伤的性能相对较好。因此,在肝脏的减速撞击过程中,其对冲部位在较大的拉伸应力的作用下易于损伤并且往往是最严重的损伤发生的部位。结论：该装置可以很方便地应用于肝脏减速撞击损伤机制的研究。在交通事故中,组织器官对冲部位潜在的撕裂伤产生的可能性往往是最大的,这部分组织需要得到更多更有效的保护。因此在后续的研究中,这种损伤的生物力学机制研究应是重点之一。     

枕部减速伤致颅底面脑挫伤的解剖特点

颅脑损伤无论是单纯损伤或作为全身复合伤的一部分,其发生率已越来越高,从受伤机制分析,颅脑加速伤由于有空间上的缓冲,且损伤主要发生在受击打部位,其预后相对较好.     

脑组织光学模型的Monte-Carlo仿真研究

研究脑组织参数和光学特性对NIRs光谱在组织表面的分布特性的影响。本研究采用MonteCarlo方法对脑组织光学模型进行仿真,分别研究脑脊液含量、灰质和白质的光学系数对组织表面光通量值的影响。研究发现:脑组织的组织参数和光学特性影响组织表面的光通量值。组织表面的光通量与脑组织吸收系数呈负相关,与脑组织约化散射系数呈正相关。理想状态下,在1.5~3.5 cm的检测半径内,组织表面的光通量值与脑脊液含量和脑实质光学特性具有显著相关性。     

颅脑手术患者废弃脑组织中神经干细胞的培养与鉴定

目的:研究颅脑手术患者废弃脑组织中神经干细胞的培养与鉴定,为立体定向自体神经干细胞移植治疗脑出血、脑梗塞及颅脑损伤后遗症提供临床前基础。方法:通过改进原代培养方法,从颅脑手术患者废弃脑组织中培养和鉴定神经干细胞(NSCs)。收集颅脑手术患者不同脑区废弃脑组织各约500 mg以上,按改良方法进行原代培养并传代,通过免疫荧光检测NSCs标志物巢蛋白(Nestin)的表达,传代培养5代时开始进行诱导分化。结果:培养约3～10 d后,多数患者废弃脑组织中均可见干细胞球生长,经Nestin免疫荧光检测均呈阳性表达。选取第6代诱导分化后的贴壁细胞分别经β-Tubulin(神经元标志物)、Sox10(少突胶质细胞标志物)与GFAP(星形胶质细胞标志物)免疫荧光检测,可见少量神经元、少突胶质细胞及星形胶质细胞阳性表达。取第3代与第6代细胞行免疫印迹鉴定,第3代细胞仅见Nestin与少量β-Tubulin表达,第6代细胞可见不同程度的Nestin、β-Tubulin、Sox10及GFAP等表达。结论:本研究成功从颅脑手术患者不同脑区废弃脑组织中分离培养获得成人NSCs,并可向神经元及神经胶质细胞分化,使立体定向自体神经干细胞移植促进神经功能修复从实验室到临床应用成为可能。     

手术治疗急性重型颅脑损伤患者的意义及其脑组织氧分压变化

目的探求手术治疗重型颅脑损伤患者脑组织氧分压（PbtO2）变化的临床意义。方法对42例急性重型脑损伤患者（均在全麻下急诊行血肿清除术和/或去骨瓣减压术）,并且符合GCS≤8分,术前以及术后行PbtO2持续监测,同时行血电解质、动脉血氧分压（PaO2）、动脉血二氧化碳分压（PcaO2）测定;分析PbtO2变化的临床意义。结果预后良好及预后不良组经过手术的干预,8、24、48、72h后PbtO2均明显升高,与术前相比差异有统计学意义（P〈0.05）;而在预后死亡组中,术后8、24、48hPbtO2与术前相比差异均无统计学意义（P〉0.05）。没有发生与插入监测电极相关的并发症。结论脑组织氧分压测定是一种安全、灵敏、可靠的局部脑组织氧监测方法,可反映出重型脑损伤后的脑组织缺血缺氧情况,对临床治疗具有重要的指导作用。持续脑组织氧分压监测可判断重型脑外伤患者预后。     

中医针刺过程中针体受力的动态监测系统研制

针刺手法是决定中医针灸疗效的关键，由于技术上的原因以前关于针灸手法的研究都只能根据医生和病人的感觉与经验来确定，这严重阻碍了针灸现代化和国际化的进程，应用现代集传感技术和生物力学原理，研制一套能在人活体上测试各种针刺手法并能感受施针者和受针者相互作用的检测系统。通过临床实际操作，记录到了均匀捻转和均匀提插手法的针体受力波形，从而实现了在针刺过程中对针上作用力的定量与客观化的实时检测，为提高临床针刺效果及针灸经络的定量化研究提供一种新的实验手段和分析方法。     

不同年龄大鼠脑组织中MHC、CD4及CD8分子的表达及其意义

目的：探讨MHC、CD4及CD8分子在不同年龄的大鼠脑组织中的表达及其意义.方法：将实验大鼠按胎龄和日龄分为7组：E15、E19、P0、P7、P14、P28及老年组（24月龄）;采用免疫组化方法,检测MHC、CD4和CD8分子在大鼠脑组织中海马区、脉络丛、大脑皮质及结缔组织的表达.结果：（1）E15d大鼠脑组织未见MHC Ⅰ类分子的表达;其他年龄组在结缔组织和脉络丛有MHC Ⅰ类分子的表达.其中从P0 d组～P14 d组大鼠的海马和部分大脑皮质神经元上MHCⅠ类分子的表达逐渐升高,P14 d组的表达最高（P＜0.05）;P28 d组的表达明显下降（P＜0.05）;老年组大鼠海马神经元上的表达再次升高（P＜0.05）.（2）E15 d组大鼠脑组织中未见MHC Ⅱ、CD4和CD8分子的表达;其他年龄组MHC Ⅱ、CD4和CD8除在结缔组织和脉络丛脉络膜表达外,在神经元上未见表达.（3）各年龄组在小脑皮质神经元上未见MHC Ⅰ、Ⅱ、CD4和CD8分子的表达.结论：胚胎后期脑内开始有MHC、CD4和CD8分子的表达,表明此时脑内已有可能出现免疫反应.在新生鼠及出生早期,部分皮质和海马神经元上有MHC Ⅰ类分子的表达,可能与调节神经元活动和突触可塑性连接有关.老年组大鼠MHC Ⅰ类分子在海马神经元上的表达升高,可能与神经元的功能衰退和记忆识别能力下降有关.     

难治性癫痫模型大鼠脑组织中srGAP2分子的表达

背景：众多研究结果显示srGAP2分子在突起生长和突触可塑性起到关键的作用,但具体机制不明。 目的：检测srGAP2在致痫大鼠模型中的表达,探讨srGAP2与难治性癫痫发病机制的相关性。 方法：选取雄性SD大鼠56只随机分为7组,其中随机选取6组建立癫痫模型,构成实验组,剩余1组作为对照组。分别选取癫痫发作后的6 h、1 d、1周、2周、1个月、2个月等6个时间点的颞叶脑组织作为研究对象,并与对照组进行比较。利用免疫组织化学、免疫荧光以及免疫印迹3种方法检测srGAP2在致痫动物模型以及对照组的脑组织中的表达及变化规律。 结果与结论：实验组中srGAP2除在皮质区表达增高外,还在海马区高表达,与对照组相比各时间点srGAP2在颞叶癫痫动物组中的表达含量逐渐升高,且在2周左右达高峰并维持,到2个月左右降至接近对照组水平。结果提示srGAP2可能通过促进苔藓纤维出芽,进而导致脑组织中异常神经网络的建立,并最终在难治性癫痫的发生发展中起到重要作用。     

脑组织移植实验中的微血管新生与血管内皮细胞生存环境的研究

目的研究移植脑组织块内的微小血管的新生 ,探讨脑组织移植条件下微小血管内皮细胞生存的必要条件。方法用日本大耳白雄性成兔 ,1.2～1.5kg ,30只进行自体脑组织移植实验 ,3 %戊巴比妥钠静脉麻醉下施行自体脑组织移植手术。颅骨左右对称开骨窗 ,切取大脑皮质顶叶左右对称区域2mm×2mm×1mm脑组织 ,完全游离后 ,5s内迅速交换移植 ,移植组织中央插入标记物。术后10d再行开颅 ,使用微循环彩色摄像系统放大185倍 ,对移植脑组织内新生的微小血管进行画像解析 ,观测标记物周边有否新生血管及其形态特征。连同标记物一同切除左右移植区域的脑组织约2mm×2mm×1mm大小 ,迅速将标本放入20%甲醛溶液中固定 ,HE染色 ,制作蜡块 ,连同标记物一起制作切片。光镜下观察皮质颗粒层内神经细胞的形态 ,分析移植后神经细胞是否存活 ,是否有血管新生 ,血管形态与宿主血管的差异。新生血管内有否红细胞。为研究血管内皮细胞的生存条件 ,对人胎盘脐静脉血管内皮细胞进行培养。取胎盘脐带 (长度不小于20cm) ,放入无菌的营养液中 ,4℃保存运输 ,在1h内开始培养 ,把脐带放入无菌培养皿中 ,修剪丢弃损伤或血肿的组织,用无菌Hank's液反复冲洗去除污物。用缝合线将脐带静脉一端严密结扎 ,从另一端向脐静脉内灌注0.15%胰蛋白酶 ,再用H     

甲基强的松龙对大鼠颅脑损伤后内皮素的影响

目的观察甲基强的松龙对大鼠颅脑损伤后脑组织中内皮素含量的影响,并探讨其作用机制。方法将45只SD大鼠随机分为3组,采用骨窗形成后硬膜外打击法造成鼠脑挫裂伤模型,正常组5只,麻醉后,只行开颅手术,不作头颅打击;治疗组大鼠致伤后即刻腹腔内注射30mg/kg甲基强的松龙,对照组则即刻腹腔内注射30mg/kg生理盐水。对照组和治疗组大鼠分别在伤后1h、6h、12h、24h时间点断头取脑,对大鼠脑外伤后脑组织中内皮素含量进行检测。结果大鼠脑皮质中的内皮素在伤后1h后较对照组升高显著(P<0.01),24h达到高峰。甲基强的松龙治疗组在伤后各时间点,内皮素较损伤组明显降低(P<0.05)。结论颅脑损伤后,受损脑组织中内皮素升高,甲基强的松龙可通过抑制损伤后内皮素活性,起到保护创伤神经元的作用。     

颅脑外伤后局部脑组织中P物质和生长抑素的表达及意义

本文旨在分子水平探讨人脑外伤后神经肽的变化,为脑外伤后病理生理变化机制提供理论依据。采用免疫组织化学技术和多功能真彩色病理图像分析系统(CMIAS)对31例脑外伤患者局部脑损伤区和12例无脑损伤猝死患者相同脑区神经细胞中P物质(SP),生长抑素(SS)的表达进行了检测。结果得出脑伤患者局部伤区及周围神经细胞中SP、SS表达较尸检对照组明显减少并具时程特点。但与伤情及预后无显著关系。本实验表明SP、SS在颅脑损伤的病理生理过程中起了重要作用。     

骨组织工程化构建中细胞三维培养力学微环境的研究

骨重建和骨塑建的力学响应机制表明力学因素在骨的组织工程化构建中起着十分重要的作用。外部力学载荷导致骨组织内部的力学微环境发生变化进而在细胞的增殖、迁移、细胞外基质的合成、细胞因子及激素分泌能力以及骨髓间充质干细胞的分化方向等方面产生重要的影响。因此,在组织工程构建过程中,细胞三维培养的力学微环境是有待深入研究的重要内容。尤其近年来引入了三维有限元分析的方法以及非侵入性高分辨率的Micro-CT影像技术,使在细观层次上进一步探索培养物内部的微观力学条件成为可能。综述了骨组织工程化构建中细胞三维培养的微环境、力学生物学效应、力学因素的施加和量化等方面的研究进展。     

Chronic methylphenidate treatment enhances water maze performance following traumatic brain injury in rats

Methylphenidate (MPH), a central nervous system stimulant with dopaminergic activity, facilitates neurobehavioral outcome following cortical suction ablation injury, but its potential efficacy following experimental traumatic brain injury (TBI) is unknown. Thus, beginning 24 h after controlled cortical impact injury or sham surgery, male Sprague–Dawley rats were injected (i.p.) once daily for 18 days with either MPH (5 mg/kg) or saline vehicle (VEH) and motor function assessed on post-operative days 1–4, followed by Morris water maze training to find a hidden platform on days 14–18. The MPH treatment regimen was ineffective in accelerating beam-balance or beam-walk recovery, but did significantly decrease swim latencies when compared to VEH-treated controls. The results are consistent with published studies showing improved outcome with MPH therapy. Furthermore, this positive finding with delayed treatment suggests that strategies that enhance catecholamine neurotransmission during the chronic post injury phase may be a useful adjunct in ameliorating some of the neurobehavioral sequelae following TBI in humans.     

Mechanical Characterization of an In Vitro Device Designed to Quantitatively Injure Living Brain Tissue

Due to the nonlinear, viscoelastic material properties of brain, its mechanical response is dependent upon its total strain history. Therefore, a low strain rate, large strain will likely produce a tissue injury unique from that due to a high strain rate, moderate strain. Due to a lack of current understanding of specific in vivo physiological injury mechanisms, a priori assumptions cannot be made that a low strain rate injury induced by currently employed in vitro injury devices is representative of clinical, nonimpact, inertial head injuries. In the present study, an in vitro system capable of mechanically injuring cultured tissue at high strain rates was designed and characterized. The design of the device was based upon existing systems in which a clamped membrane, on which cells have been cultured, is deformed. However, the present system incorporates three substantial improvements: (1) noncontact measurement of the membrane deflection during injury; (2) precise and independent control over several characteristics of the deflection; and (3) generation of mechanical insults over a wide range of strains (up to 0.65) and strain rates (up to 15s^–1). Such a system will be valuable in the elucidation of the mechanisms of mechanical trauma and determination of injury tolerance criteria on a cellular level utilizing appropriate mechanical injury parameters.     

冻融循环及物理匀浆制备高质量脂肪脱细胞基质

目的　采用冻融循环及物理匀浆制备脂肪脱细胞基质（Decellularized adipose tissue, DAT）以提高其自发诱导成脂能力。 方法　利用匀浆法在短时间内对脂肪组织进行脱油,再经后续脱细胞处理后制备高质量DAT（DAT-1）,传统方式制备的DAT（DAT-2）作为对照。检测基质相关蛋白CollagenⅣ和Laminin的含量,并植入小鼠体内验证脂肪再生效果。 结果　DAT-1实现了有效的脱细胞处理,且DAT-1较DAT-2有更多基质关键性蛋白CollagenⅣ,Laminin的保留,小鼠体内移植结果进一步表明DAT-1比DAT-2具有更好脂肪再生能力。 结论　物理匀浆是一种快速高效地去油方式,避免化学试剂对细胞外基质的破坏,提高DAT支架上关键性蛋白的保留,促进了DAT体内脂肪再生。     

自噬在创伤性脑损伤中的作用

自噬(autophagy)是真核细胞在营养与能量缺乏情况下,通过分解亚细胞成分提供生物合成原料,使蛋白质和细胞器得以循环利用的一种降解代谢途径,同时调控线粒体更新及过氧化物酶体等,从而维持细胞稳态.     

小胶质细胞在蛛网膜下腔出血后脑损伤中作用机制的研究进展

小胶质细胞是位于中枢的单核巨噬细胞系统成员,对维持中枢神经系统的稳态有重要意义。蛛网膜下腔出血（SAH）是脑卒中的一种亚型,其发生后会造成72 h内早期脑损伤,以及SAH后3～15 d迟发性脑损伤。以往认为,血管痉挛在SAH后脑损伤中发挥重要作用,但脑损伤中的炎症反应近年逐渐受到重视,其中小胶质细胞可在SAH后早期和延迟相脑损伤的炎症反应中向不同方向极化,既可发挥促炎作用,也可产生神经保护作用。我们综述近几年小胶质细胞在SAH后脑损伤中发挥的作用及相关治疗靶点的研究进展及相关热点,为临床处理该类疾病提供潜在治疗靶点。     

Studies of cytokines in nerve tissue cultures

The effects of cortexin, epithalamin, and synthetic peptides on the growth of processes in sensory neurons and on the development of fragments of cortical and subcortical brain structures were studied in organotypic cultures from 10-11-day chick embryos. Cortexin (20 and 100 ng/ml), epithalamin (20 and 200 ng/ml), polypeptides M and P (2 and 20 ng/ml) had neurite-stimulating actions, evident on day 3 of dorsal root ganglion culture. Addition of cortexin (100 ng/ml) or polypeptide M (20 ng/ml) to the culture medium of cerebral cortex explants stimulated explant development. Addition of cortexin at the same concentration to explants of subcortical formations suppressed their development. Epithalamin (200 ng/ml) or polypeptide M (100 ng/ml) stimulated the development of explants from subcortical formations, the existence of the neurite-stimulating effect effects of these cytokines provided the basis for identifying the mechanism of action of brain peptides. Translated from Rossiiskii Fiziologicheskii Zhurnal imeni I. M. Sechenova, Vol. 85, No. 1, pp. 29–35, January, 1999.     

基于硅基电极的脑组织微动损伤仿真

目的:为预测脑组织微动损伤和解决植入电极的长期寿命问题,本研究基于硅基微电极进行建模,并对神经电极-脑组织有限元模型进行数值仿真。 方法:采用超黏弹性模型描述脑组织材料,研究不同微动模式（纵向和横向）、不同物理耦合度下电极附近脑组织应变分布。 结果:纵向载荷分析显示当摩擦系数?增加时,脑组织最大von Mises应变呈降低趋势,并且电极尖端附近的组织应变最大,这表明电极与脑组织之间的物理耦合度对脑组织微动损伤有较大影响。增强电极和脑组织间的黏附程度,可以有效减小脑组织损伤。电极尖端的形状也极大地影响着组织的应变大小。横向载荷分析显示X轴方向的载荷产生的脑组织损伤区域大约为60 ?m,这表明电极之间的间距应大于60 ?m,否则不同电极产生的组织应变会发生重叠,这对于电极之间理想间距的设计和防止重叠应变形成多余的细胞鞘有着重要的意义。 结论:数值仿真模型可以为电极-脑组织界面参数和电极间距设计参数提供参考,从而减少组织损伤,提高电极工作寿命,满足临床应用。