高重力下成骨细胞的力学生物学响应

骨适应性力学环境中,成骨细胞作为骨形成的主要功能细胞,也是感应力学载荷的主要细胞之一。目前随着科技的发展,越来越多的航天员、飞行员等暴露于高重力环境中。为了更好了解和认识高重力下成骨细胞的力学生物学响应,综述高重力下成骨细胞形态及增殖、基因表达、细胞因子分泌以及信号转导通道等力学生物学方面的研究进展,为高重力环境下骨组织的力学生物学研究提供思路和准备。     

滚压载荷生物反应器促进兔骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化的研究

[目的]观察滚压载荷生物反应器对BMSCs-琼脂糖复合体中BMSCs向软骨细胞诱导分化的作用。[方法]分离新西兰兔BMSCs,培养至第3代后与低熔点琼脂糖复合成凝胶块并在自制的模具中形成直径为4 mm、高4 mm的圆柱形胶块。将样本分为TGF-β1+力学组、TGF-β1组、力学组和对照组。在第7、14、21 d时去各组标本进行实时定量PCR、GAG含量检测以及组织学染色。[结果]TGF-β1+力学组II型胶原基因表达在第7、14、21 d 3个时间点随时间的推移逐渐增强,并在第21 d时显著增强。TGF-β1+力学组蛋白聚糖基因在第21 d时也较对照组显著增强并且高于其他两组。对照组的II型胶原和蛋白聚糖基因在3个时间点均见明显增强。TGF-β1+力学组GAG含量在3个时间点均明显升高(P<0.05)并且均高于其余三组。TGF-β1+力学组标本甲苯胺蓝染色较其余各组明显蓝染,并有软骨陷窝样结构。[结论]滚压载荷生物反应器可以有效促进BMSCs-琼脂糖复合体中BMSCs向软骨细胞诱导分化。在结合TGF-β1后这种促进作用更加明显。     

PKH26荧光标记牛尾髓核细胞的实验研究

【摘要】 目的 探讨PKH26荧光标记在牛尾髓核细胞的应用研究。方法 从牛尾椎间盘中分离髓核组织,通过酶消化法获取原代细胞,倒置显微镜下观察,P1代髓核细胞进行番红O、甲苯胺蓝和Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色,对P1代髓核细胞进行PKH26荧光染料标记,并对标记后细胞的活性、荧光强度（0、14、28d）及增殖特性进行评估。结果 分离得到的髓核细胞数为1.56±0.35×106/g,倒置显微镜下,原代细胞4d开始贴壁,细胞成群生长,13d铺满瓶底,原代细胞、 P1代细胞均呈类软骨样细胞形态;P1代髓核细胞甲苯胺蓝染色异染、番红O染色和Ⅱ型胶原免疫细胞化学染色阳性;PKH26标记前后细胞活性均在95%以上,0d、14d、28d呈递减趋势,但28d时细胞仍可以检测出较强的荧光,标记后的细胞生长曲线与标记前的细胞生长曲线差异无统计学意义（P＞0.05)。结论 牛尾髓核组织中可以分离出数量满意的髓核细胞,而且具有软骨样细胞的表型,可以用作种子细胞;PKH26标记后的髓核细胞无生物学特性的变化,可以用作髓核细胞体内研究的示踪染料。     

构建关节软骨的滚压加载装置

背景:通常使用的加载装置或反应器有灌流式生物反应器、液压系统、直接动态压缩装置、剪切系统、拉伸装置或其中部分的组合.以上每一种载荷单独作用都没有实现软骨功能化培养,但即使是这几种的组合也不足以表征软骨的力学状态,构建的软骨功能与天然软骨仍有较大差距.目的:首次提出和研制了一种用于关节软骨构建的滚压加载装置,并在滚压加载条件下分析软骨的受力状态.方法:该装置包括滚动控制系统和压缩调节机构.滚动控制系统通过步进电机、丝杠控制辊子滚动速度,由齿轮和齿条啮合形成辊子纯滚动,辊子能够以均匀速度滚过培养物.压缩调节机构通过楔形滑块的相对滑动可以保证工作面平行升降,从而可以对培养物产生均匀、可调的压缩量.结果与结论:该装置对培养物提供了滚压的力学条件,使培养物处于动态压缩变形和剪切变形的复合加载过程.在滚压的力学条件下,有限元分析表明培养物受到复杂力学状态.培养物浅表层受到交替出现的压力、拉应力;中层在滚动方向平面内应力与表面有一定夹角,角度由45°～+45°呈周期变化;深层处应力都为压应力,与3个坐标轴方向接近.该装置的加载运动方式与关节的运动方式一致,滚压加载可能有利于功能化关节软骨结构、功能的构建.     

组织工程修复关节软骨缺损的力学状态研究

背景:力学状态对软骨的正常生理有重要影响,若应力集中过大将造成人工软骨退变和原宿主软骨退化,影响治疗效果.目前的各种力学手段很难实现活体软骨力学状态测量,而有限元动态分析能有效地模拟修补后软骨的受力情况.目的:通过有限元仿真研究组织工程修复膝关节软骨缺损后人工软骨和宿主软骨的力学状态.方法:以人体膝关节软骨受滚压部分为研究对象,建立滚动运动下关节软骨的有限元模型.根据行走过程中股骨与胫骨间的滚压边界条件,对软骨在取不同弹性模量、不同压缩量、不同载荷速度及不同缺损大小的情况进行了滚压受力分析.结果与结论:在滚压载荷下,植入人工软骨弹性模量和软骨压缩量的不同都使人工软骨和宿主软骨受到的Mises应力值变化,二者对修复缺损处软骨Mises应力分布的影响比较明显,是临床治疗软骨缺损和术后康复阶段值得注意的因素.模拟中使用的载荷速度和缺损大小对软骨应力值的影响不明显.当人工软骨弹性模量取某个值时,人工软骨和宿主软骨的Mises应力差别可以达到很小值,二者趋于吻合.应力差别还和个体宿主软骨的力学性能有关,据此,应针对不同病例选择最佳弹性模量的人工软骨植入.     

胆总管探查术后一期缝合42例体会

自Kehr 1889年首次创用T管引流以来,在胆总管探查术后放置T管已成为常规,但放置T管存在多种弊端。我们2001年1月至2005年10月行有选择的胆总管切开取石一期缝合术42例,取得满意效果,现报告如下。     

关节软骨微元流动电势的数值分析

目的 了解由间质液流动而产生的流动电势在关节软骨中的分布规律,获得一定的软骨电特性。方法 将流体控制方程与静电理论结合,建立软骨二维微元模型,通过有限元法计算在一定压力下微元内产生的稳态流动电势。结果 在长度为5μm处关节软骨微孔隙模型中的流动电势约为38.4μV,外压和Zeta电势对软骨模型的流动电势影响比较大,并且呈线性增长的关系。流动电势随离子数浓度的增加而减小,但浓度对软骨流动电势影响有所不同。当离子数浓度较低时,流动电势对离子数浓度依赖较大;当离子数浓度较高时,离子数浓度对流动电势的影响很小。结论 研究结果为利用电流、电场、电磁场刺激等方法对软骨细胞的分化增殖、关节软骨疾病防治和治疗、组织工程化软骨研制以及关节软骨损伤修复提供重要的理论依据。     

B超引导经皮肝穿刺置管引流治疗细菌性肝脓肿

目的:探讨B超引导经皮肝穿刺置管引流治疗细菌性肝脓肿的临床治疗价值。方法:2003年7月～2012年5月期间,对45例细菌性肝脓肿患者进行B超引导经皮肝穿刺置管引流术,肝右叶34例,肝左叶11例。结果:45例患者全部治愈,穿刺置管成功率达100%,无出血、胆漏及腹腔感染等并发症,留置引流管时间4～9天,穿刺置管后平均住院时间为6天。结论:B超引导经皮肝穿刺置管引流治疗细菌性肝脓肿具有效果显著、安全、操作简便、廉价、微创等优点,具有重要的临床应用价值,可作为临床治疗细菌性肝脓肿的首选方法。     

组织工程修复关节软骨缺损的力学状态研究***

背景：力学状态对软骨的正常生理有重要影响,若应力集中过大将造成人工软骨退变和原宿主软骨退化,影响治疗效果。目前的各种力学手段很难实现活体软骨力学状态测量,而有限元动态分析能有效地模拟修补后软骨的受力情况。 目的：通过有限元仿真研究组织工程修复膝关节软骨缺损后人工软骨和宿主软骨的力学状态。 方法：以人体膝关节软骨受滚压部分为研究对象,建立滚动运动下关节软骨的有限元模型。根据行走过程中股骨与胫骨间的滚压边界条件,对软骨在取不同弹性模量、不同压缩量、不同载荷速度及不同缺损大小的情况进行了滚压受力分析。 结果与结论：在滚压载荷下,植入人工软骨弹性模量和软骨压缩量的不同都使人工软骨和宿主软骨受到的Mises应力值变化,二者对修复缺损处软骨Mises应力分布的影响比较明显,是临床治疗软骨缺损和术后康复阶段值得注意的因素。模拟中使用的载荷速度和缺损大小对软骨应力值的影响不明显。当人工软骨弹性模量取某个值时,人工软骨和宿主软骨的Mises应力差别可以达到很小值,二者趋于吻合。应力差别还和个体宿主软骨的力学性能有关,据此,应针对不同病例选择最佳弹性模量的人工软骨植入。     

纤维蛋白胶与异种骨复合支架中立体培养的兔骨髓基质细胞

单一的支架材料往往具有一些自身难以克服的缺点,拟构建一种具有较多优越性的复合支架,希望能够解决种子细胞与支架材料黏附的问题。 目的：应用纤维蛋白胶、异种无机骨构建骨组织工程复合支架材料,探讨兔骨髓基质细胞在这种复合支架材料中立体培养情况。 设计、时间及地点：观察实验,于2007-11/ 2008-03在吉林大学中日联谊医院骨科研究室、天津理工大学机械工程学院完成。 材料：纤维蛋白原与凝血酶按比例制备纤维蛋白胶,牛松质骨经去脂去蛋白等无机化处理后与纤维蛋白胶复合,制成复合骨支架材料。 方法：将兔骨髓基质细胞作为种子细胞进行传代培养,收集后在纤维蛋白胶、异种无机骨构成的复合支架中进行立体培养。 主要观察指标：采用相差显微镜、透射电子显微镜等手段观察骨髓基质细胞在纤维蛋白胶中的生长状况。 结果：相差显微镜下观察见骨髓基质细胞均匀分布于复合支架中,具有良好活性,细胞不断增殖、分化,培养4周骨髓基质细胞形成密集立体网状。透射电子显微镜下见复合支架中培养4周的基质细胞内细胞器结构完整,局部有细突起,胞质内可见线粒体,核糖体,粗面内质网。 结论：在纤维蛋白胶与异种无机骨构建的复合支架中骨髓基质细胞具有良好活性,可迅速扩增生长。