大梯度强磁场环境下细胞培养条件优化（英文）

目的优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,为后续模拟失重实验研究提供更完善的实验平台。方法通过进行二氧化碳浓度控制单元设计,气体温度湿度调节单元设计,气体循环水浴保温单元,细胞培养三点支撑架设计,配套细胞培养容器设计,优化大梯度强磁场环境下细胞培养条件,并通过实验验证该系统的稳定性和可靠性。结果与对照组相比,优化后的细胞培养容器细胞形态、面积、增殖均无显著性差异;腔室温度可控制在(37±0.5)℃之间,湿度及二氧化碳浓度可达到细胞培养要求。结论优化后的系统可满足大梯度强磁场环境下细胞培养条件要求,节约实验成本,提高实验的严谨性。     

一种新型空间细胞培养容器的设计与仿真研究

目的设计新型空间细胞培养容器,并对其结构尺寸进行优化。方法运用计算流体力学(CFD)软件Fluent进行数值模拟与动态分析,研究不同容器形状、缓冲通道结构、灌注室高度在微重力条件下对培养容器流场形态的影响。结果经过反复实验,最终容器形状选择为圆形,缓冲通道选择为单级缓冲,灌注室厚度设计为0.5 mm。仿真表明,容器有效提高了传质效率,整体流体剪切力远远低于10-3N/m2,适合高密度细胞培养。结论作为空间细胞培养装置的重要研制环节,本细胞培养容器可以为单独研究微重力对细胞的影响作出贡献。     

适用于空间细胞培养系统的泵头分体式直流电机驱动微泵

目的为了搭建适用于我国航天医学细胞生物学研究的小型化、集成化、自动化细胞培养系统,提出了一种性能可靠、操作维护简单、成本低廉且自带阀控功能的泵头分体式直流电机驱动型蠕动微泵。方法测试了基于不同额定电压直流电机和减速比构建的微泵工作性能;并以该微泵为核心部件建立了自动细胞培养回路,开展了空间实验常用细胞系MG63和血管内皮细胞的中长周期培养试验。结果零背压下微泵流量与驱动电压呈良好的线性关系,以额定电压8 V(16 V)电机构建的微泵,电压由6 V增至10 V(8 V增至12 V)时,流量由0.29 m L/min增至0.67 m L/min(2.63 m L/min增至4.95 m L/min);持续15 d的测量表明微泵工作稳定性很好。MG63和血管内皮细胞均可在以该微泵为核心的自动细胞培养回路中正常生长达15 d。结论该泵头分体式直流电机驱动微泵工作污染风险低,流量易调,可满足我国空间自动化细胞培养系统搭建的需求。     

适用于基因转染的细胞培养板的研制

目的:研制用于基因转染的细胞培养板.方法:用0.2%的明胶稀释LPEI, BPEI, Superfect,Lipofectamine 2000等转染试剂并将它们固定在96孔细胞培养板上.以绿色荧光蛋白(GFP)基因和荧光素酶基因(Luciferase)为报告基因检测培养板的转染效率,用MTT法检测转染24 h后的细胞毒性,将LPEI包被的培养板放置在37℃环境下进行稳定性研究.结果:所有试剂包被的培养板均有一定的基因转染效率,聚合物类试剂的效率高于脂质体类的Lipofectamine 2000.其中,LPEI包被的培养板的转染效率最高、细胞毒性最低.当LPEI的包被量为3.2 μg/孔时,293细胞在转染24 h后的荧光素酶活性达3.0×108 RLU/mg,细胞存活率为85%左右.LPEI包被的培养板在37℃保温14 d后基因转染效率无明显变化.结论:LPEI包被的转染平板具有转染效率高、细胞毒性低、稳定性好的优点.该平板具有操作简便、节省时间的优点,可用于进行大规模的基因转染研究.     

炭疽芽孢杆菌防污染PCR-微孔板杂交-EIA检测技术的研究

目的 :建立防污染PCR_微孔板杂交_EIA检测技术 ,并用于炭疽芽孢杆菌芽孢的检测。方法 :根据炭疽芽孢杆菌毒力相关基因设计引物 ,筛选合适引物 ,建立用UDG酶防污染的PCR扩增_微孔板杂交与酶联显色检测炭疽芽孢杆菌的方法 ,并探讨试剂的室温稳定系统 ,将建立的方法用于模拟污染炭疽芽孢土壤样品的检测。结果 :根据炭疽芽孢杆菌荚膜和水肿因子基因设计的引物 ,可以同时检测两个毒力相关质粒的存在 ,用 0 .1U的UDG可以防止10 10 产物的污染 ,微孔板杂交_酶联显色检测比单纯PCR_电泳敏感 10倍。加入稳定剂的PCR_微孔板杂交_EIA体系可以耐受 7d的 37℃破坏试验。将该体系用于污染土壤的检测 ,可以检测出 0 .2 5g土壤中 10 3 个炭疽芽孢的存在。结论 :所研制的防污染PCR_微孔板杂交_EIA试剂克服了目前PCR试剂运输不便 ,产物污染所致假阳性和判定结果欠客观的缺点 ,为炭疽芽孢的快速检测提供了有力手段     

随机回转条件动物细胞培养装置研制

目的设计一种细胞培养装置,使其适合在随机回转(random positioning machine,RPM)条件下进行动物细胞培养。方法根据在RPM条件下进行动物细胞培养的相关要求,提出总体设计方案,包括培养盒、培养小室及密封装置三个模块的设计方案;采用此装置培养MC3T3-E1成骨样细胞,从细胞形态、面积和活性3方面评价其培养效果。结果研制的细胞培养装置操作简单,密封效果好;与传统细胞培养瓶相比,采用此装置培养细胞培养基用量少,且细胞铺展面积和活性增加。结论研制出一种可用于RPM模拟失重生物效应研究的动物细胞培养装置,为进一步的研究RPM对动物细胞的影响奠定基础;该装置还可用于地面其它密闭系统细胞培养实验。     

一种简易的用于检测细胞凋亡的微流控芯片分析技术

目的 针对微流控芯片的加工、细胞培养及细胞响应分析发展一套易于被普通生物学实验室实施的微流控芯片细胞分析技术,以天然抗癌药物重楼皂苷Ⅰ促人肺癌细胞A549凋亡作用分析对该技术进行验证.方法 微流控芯片加工采用了基于感光干膜的软光刻工艺;微流控芯片结构设计为储液池加直微通道,通过ANSYS软件对芯片的流体动力学行为进行分析;细胞培养采用间歇式细胞动态培养技术;重楼皂苷Ⅰ对A549细胞的促凋亡作用通过细胞形态学改变、活/死细胞荧光染色及乳酸脱氢酶(LDH)释放进行定性和定量分析.结果 感光干膜软刻工艺加工微流控芯片简单易行;储液池加微通道结构的微流控芯片适合各类贴壁细胞培养;形态学和荧光染色实验提示重楼皂苷Ⅰ具有促A549细胞凋亡作用,且促凋亡效率与浓度呈正比关系;微流控芯片上LDH释放定量分析结果与传统96孔板实验结果吻合.结论 该文展示的技术操作简单、低试剂消耗,能实现定性和定量分析相结合,可在无相关微流控技术经验的生物医学实验室中推广使用.     

航天员空间操作人因分析一体化仿真平台

目的为支持航天任务中航天员作业能力变化规律方面的研究,建立航天员空间操作人因分析一体化仿真平台。方法分析了该平台的系统结构,给出了控制流程及软件各部分的详细实现方法,包括认知和生物力学仿真,作业可视化,负荷预测与绩效分析等软件。结果通过手控交会对接任务作为用例,对平台功能进行了实验验证,实验结果证实了平台的可行性、有效性和实用性。结论平台的认知和生物力学模型可实现人在回路外的仿真,可对负荷与绩效进行预测及可视化显示,为进一步分析航天员在太空操作能力的变化奠定了技术基础。     

亚磁生物学效应研究的磁屏蔽培养系统研制

目的 在地面模拟空间亚磁环境,为亚磁场的生物学效应及其防护措施的研究提供技术平台.方法 将坡镆合金磁屏蔽箱放入细胞培养箱中,平衡磁屏蔽箱以及细胞培养箱中的培养条件,形成亚磁培养环境.结果 该磁屏蔽培养系统能够提供0～ 600 nT范围的亚磁场,以及9～ 60 μT范围的多梯度对照磁场.结论 成功构建了一套适用于细胞和分子生物学实验的亚磁培养系统,实现了亚磁模拟系统的标准化,对于提高亚磁生物学效应的研究水平有重要的应用价值.     

载人航天器密封舱温,湿度控制系统实验研究

载人航天器密封舱温、湿度控制系统是生命保障系统的重要组成部分。本文介绍了一种实验系统的研究情况。该系统主要由航天服循环回路、座舱循环回路及冷却剂循环回路组成。在模拟舱容积为4.7m~3、压力为101.55、30.7kPa。热负荷为1610—1804kj/h 和产湿量为150—363g/h的条件下实验表明:该实验系统能将舱温控制在16.3—24.5℃的范围内,相对湿度控制在51～89%的范围内。     

碱性成纤维细胞生长因子缓释微球对成骨细胞作用的实验研究

目的 旨在探讨碱性成纤维细胞生长因了(bFGF)缓释做球生物活性保存情况及其对于成骨细胞的作用。方法 将bFGF、bFGF-聚乳酸-聚乙二醇共聚物(PELA)做球和bFGF-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球加入成骨细胞培养液中．用细胞计数法、四甲基偶氮唑盐微量反应比色法(MTT法)、流式细胞仪观察细胞增殖情况，并检测成骨细胞上清液中骨钙素(BGP)含量。结果 培养1d后．四组细胞计数、吸光度(A)值差异均无显著性意义；4，6d时PLGA做球组细胞计数和A值明显优于其余三组；培养6．8d后．bFGF组值仍然高丁PELA做球组，但差异无显著性意义。流式细胞仪检测显示，培养2b后，bFGF组的G2／M s期百分数最高，4，8d后PLGA微球组G2／M S期百分数最高。成骨细胞上清液中BGP含量．PLGA做球组最高，其次为PELA做球组。结论 bFGF—PELA微球效果不佳．制备工艺需要改进；bFGF-PLGA微球通过较长时间持续释放活性bFGF，明显促进成骨细胞增殖和分化     

3GHz平面波暴露下六孔培养板中细胞样品的比吸收率计算

目的研究频率为3 GHz的平面微波照射下培养板中细胞样品的剂量分布。方法和模型采用时域有限差分法（FDTD）计算六孔板中2 ml/孔细胞样品的比吸收率（SAR）。微波源为线极化波,极化和入射分别沿垂直、水平方向共8种照射条件。结果给出了不同照射条件下细胞悬液和细胞单层平均SAR及孔间、孔内SAR均匀性和分布图,以及模型简化引入平均SAR的计算误差。结论离体细胞样品对微波的吸收效率和剂量均匀性随入射和极化方向的不同而不同,生物学效应实验设计必须建立在准确的剂量学评估基础之上。     

几丁质管防治神经瘤形成的实验研究与临床应用

采用几个质生物材料制成的管道套接兔正中神经和尺神经两近端防治神经瘤形成。通过大体、光镜和电镜观察。结果证明：几丁具有显著的抑制神经瘤形成的作用。在实验研究的基础上，笔者用几丁质管套接治疗４例残肢由神经瘤引起的顽固性疼痛和１例截肢的同时套接两近端神经防治神经瘤。共１４根神经，通过６个月以上随访，４例顽固性疼痛完全消失，１例未发生神经瘤样疼痛。     

航天器内外耦合回路热网模型的轻量化分析

目的：解决载人航天器热控和环控生保系统的轻量化问题。方法：研究了由内外耦合液体回路和气体回路所构成的流动和换热网络。建立了流动、传热的物理和数学模型,计算了网络系统中组件及结点的热力学参数,在此基础上由所建立的质量计算模型,得到系统质量,分析了一些操作参数和结构参数对系统质量的影响,如管径、流量等,结果：结果表明,在一定的设计要求下,系统存在最佳管径;内回路流量存在上限,而外回路流量存在下限;且内外耦合回路中流量及辐射散热器出口温度等参数都存在最佳值。结论：对这些参数的优化设计可减小系统质量。     

Behavior of arthroscopic irrigation systems

In the literature, no consensus exists about optimal irrigation of joints during arthroscopic operations. The goal of this paper is to study the behavior of irrigation systems resulting in the proposal of guidelines for optimal irrigation. To this end, optimal irrigation is defined as the steady state of irrigation of a joint in which a sufficient positive intra-articular pressure and a sufficient flow are maintained. A model of the complete irrigation system was created to schematically elucidate the behavior of pump systems. Additionally, clinical experiments were performed during arthroscopic knee operations in which the pressure at different locations and the irrigation flow were measured. The combination of model prediction and clinical results could well be used to derive guidelines, since the clinical results, which showed considerable variation, were used to verify the model, and the model could be used to explain the typical trends. The main findings are twofold the set pressure is always higher than the intra-articular pressure, and the scope–sheath combination has a significant influence on irrigation control, because of its large restriction. Based on the results, we advice to increase the set pressure during active suction, and to include the sheath–scope combination in the control loop.     

In vivo sodium chemical shift imaging.

The shift reagents thulium(III) 1,4,7,10-tetraazacyclododecane N,N',N",N"'tetramethylenephosphonate (TmDOTP5-), and dysprosium(III)triethylenetetramine-hexaacetate (DyTTHA3-) are compared in this work for their uses in sodium chemical shift imaging (NaCSI). In a series of experiments using phantoms we evaluated the relative contributions of bulk magnetic susceptibility (BMS) effects and hyperfine shifts to the induced 23Na chemical shift for these two shift reagents. The ratios of BMS effects to hyperfine shifts suggest that TmDOTP5- should be a more effective shift reagent than DyTTHA3- for 23Na NMR spectroscopy as well as NaCSI. The dependence on pH and free Ca2+ concentration of the 23Na NMR frequency shift induced by TmDOTP5- was evaluated. It was found that TmDOTP5- produces good spectral resolution under physiologic conditions. Examples presented from in vivo NaCSI experiments using TmDOTP5- to study diffusion in the posterior chamber of the rabbit eye and to monitor the rate of clearance of aqueous fluid from the anterior chamber demonstrate the effectiveness of this new shift reagent and of the NaCSI technique for in vivo studies.     

Superelastic guide-wire snare for removal of foreign bodies from the urinary tract.

A superelastic guide wire was used (after failure of other methods) as a loop snare to retrieve a foreign body from the ureter in three patients. In vitro comparison of the expansion capability of the superelastic guide wire and that of the standard retrieval wire showed that the superelastic wire forms larger loops within an elastic space. Also, because of less frictional resistance and its ability to be formed into stiffer loops, the superelastic wire resists kinking and is easier to manipulate than the standard wire.     

"神舟"6号空间细胞搭载体系的建立

目的 建立适合"神舟"6号飞行任务的空间细胞搭载体系,开展有人参与的在轨空间细胞学实验.方法 设计简便实用的细胞搭载样品袋、样品盒以及样品盒集成袋等细胞搭载装置;进行原代心肌细胞和成骨细胞培养及地面模拟试验;利用"神舟"6号飞船舱内环境,在有人参与的条件下进行空间细胞学实验.结果 经过5 d的太空飞行检验,搭载体系安全、实用、可靠,回收样品满足所需指标分析要求.结论 经过"神舟"6号飞船搭载,实验结果分析证明,本体系实现了小载荷、有人参与的多细胞搭载任务,满足了"神舟"6号空间细胞实验的需要.     

空间蔬菜栽培装置地面实验样机研制

目的研制成空间蔬菜栽培装置地面实验样机,以便解决空间环境条件下栽培蔬菜的若干关键技术,为下一步研制空间蔬菜栽培装置样机和上天产品,并最终为在我国空间站实现空间蔬菜生产的实验与应用奠定基础。方法在详细技术方案论证与设计的基础上,进行了部件图纸设计与投厂加工、整机设备安装、调试、试运行和验证实验等。结果该样机栽培室内的温度、相对湿度、风速、总压、O2分压、CO2分压和栽培基质水分含量均实行自动而有效的控制;光源为高效电子荧光灯;平均蔬菜生产量可以 达到60g鲜重·d-1。结论该样机运行平稳,实际性能基本达到了预定的技术指标,部分组件的工作原理能够适应空间微重力环境,从而为今后研制空间蔬菜栽培装置打下了良好基础。     

TECA生物型人工肝支持系统替代衰竭肝脏功能机制的实验研究

分析中国实验用小型猪肝细胞型生物人工肝支持系统（ＢＡＬＳＳ）替代衰竭肝功能的可能机制。使少肝急性肝衰（ＡＬＦ）犬血液或１６４０培养液循环流经ＢＡＬＳＳ中空纤维管的内腔,与培养于中空纤维管外腔中的猪肝细胞营养液进行物质交换。测定１６４０液中利多卡因浓度、白蛋白和尿素浓度的变化;用蛋白电泳法测定１６４０液和猪肝细胞营养液中蛋白成分的变化;用透射电镜观察治疗ＡＬＦ犬时ＢＡＬＳＳ中猪肝细胞超微结构的变化。结果显示ＢＡＬＳＳ循环６ｈ时,１６４０液中利多卡因浓度明显降低;白蛋白和尿素浓度明显升高;分子量小于１００ｋＤ的蛋白质成分明显增多。ＢＡＬＳＳ治疗ＡＬＦ犬６ｈ时,猪肝细胞的超微结构出现明显的损伤。提示此型ＢＡＬＳＳ的猪肝细胞通过透析膜可较好地发挥肝细胞的生物转化及合成代谢等功能,以此达到暂时替代衰竭肝脏功能的效应。