流体剪切力在骨生长、重建中的重要作用

骨组织具有最优化结构,是一个典型的结构-功能受生物力学控制的例子。力学因素在骨的生长、重建和成形中起着十分重要的作用,但力学刺激的本质形式至今无法确认。骨组织存在多孔结构,力学负荷引起的变形会促使流体流动对骨细胞产生作用,离体实验也证实骨细胞能对流体产生响应,因此流体剪切力是研究骨组织受力学调控时考虑的一个重要方面。现有的研究主要体现在流体的有效作用形式,细胞的生物学反应,以及流体剪切力在细胞中的力学转导;各个方面的研究都提示,流体剪切力至少部分的参与了骨组织内的力转导。作者就这方面的研究进展作一综述。     

脉动流场中离体血管段长度与内皮细胞内皮素代谢相关--内皮细胞膜张应力累加效应实验研究 Ⅲ

用离体血管灌流实验验证冯元桢等关于血管内皮细胞的膜张应力逆血流方向累加的理论分析.长度分别为11、21 cm的离体血管段内皮细胞分别置于平均切应力均为0.12 N/m2的脉动流环境中剪切42 h.11 cm处理的内皮素-1(ET-1)平均分泌速率(16.93±0.89 pg/cm2*h)显著低于21 cm处理(26.13±1.79 pg/cm2*h), 差异比率为1∶1.5.脉动流作用引起的ET-1平均分泌率显著高于定常流的作用. 总体上表明在脉动流条件下,血管段长度与其血管内皮细胞ET-1代谢(分泌量)间有密切的相关关系.本实验结果从又一个侧面证实血管内皮细胞膜张应力存在累加效应.     

人工器官的快速成形制造

综述了一种快速成形技术在医学物理模型、可植入假体和组织工程人工器官制造中的应用，并比较了各种快速成形技术在人工器官制造中的优缺点，探讨了人工器官快速成形制造的发展方向。     

骨的结构与表征参数

阐述了骨的微米结构、纳米结构、表征参数与测量方法、及研究进展。     

机械拉伸对人肺上皮细胞粘附及[Ca2+]i的影响

目的探讨周期性拉伸应变对人肺上皮细胞H727的力学性质及其[Ca2 ]i的调控作用.方法应用微管吸吮系统测定细胞与基底间的粘附力和细胞的铺展面积,用荧光探针Fluo-3/AM测定拉伸应变对人肺上皮细胞H727[Ca2 ]i的影响.结果在应变为15%,频率为40次/min的拉伸刺激下,与其静态对照组相比,细胞与基底间的粘附力和细胞的铺展面积均增加;拉伸5 min后,[Ca2 ]i比对照组有明显增加,用三七总皂苷阻断胞内Ca2 离子通道后,细胞对应变的响应仍表现出[Ca2 ]i的升高,但与未加三七总皂苷的实验组相比,[Ca2 ]i响应应变后的升高由原来的3.4倍的增加降低为1.5倍的增加.结论在人肺上皮细胞H727响应周期性拉伸应变的过程中,[Ca2 ]i的升高既有胞外钙内流的参与,也有胞内钙库的释放作用,其中胞外钙通过跨膜通道的内流起主要作用.     

MC3T3-E1细胞在改性聚（DL-乳酸）表面的黏附性能*★

背景：聚乳酸是经FDA批准可进入人体的生物可降解材料，因其表面疏水性强，与细胞亲和力差，所显示的生物相容性较差。 目的：观察MC3T3-E1成骨前体细胞在马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸表面的黏附情况，评价改性聚乳酸的细胞相容性，并与聚（DL-乳酸）对比。 设计、时间及地点：对比实验，于2007-06在重庆大学生物工程学院生物材料与仿生工程研究中心完成。 材料：聚（DL-乳酸）、马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸为自制；MC3T3-E1细胞株购自上海细胞生物研究所。 方法：采用体外培养细胞的方法，将MC3T3-E1细胞直接接种到聚（DL-乳酸）、马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸材料上。 主要观察指标：通过细胞形态、细胞增殖、细胞周期、细胞黏附检测比较不同基底材料对MC3T3-E1成骨前体细胞的影响。 结果：MC3T3-E1成骨前体细胞在马来酸酐及丁二胺改性聚乳酸膜上的增殖速率和黏附力大于聚（DL-乳酸）(P < 0.05)；细胞周期测定显示马来酸酐及丁二胺改性聚乳酸膜能促进MC3T3-E1成骨前体细胞从G0期向S期和G2/M期过渡，细胞形态也较为成熟。 结论：马来酸酐改性的聚乳酸和丁二胺改性的聚乳酸能促进MC3T3-E1成骨前体细胞黏附、增殖，并促进其更迅速地从成骨前体细胞向成骨细胞分化，具有比聚乳酸更好的细胞相容性。     

骨修复材料低温软化酶处理后的力学性能

目的：制备综合性能优异的异种骨修复材料。方法：采用1：1甲醇／氯仿对猪股骨密质骨进行脱脂，然后用酶处理脱脂猪骨。结果：经酶解液中羟脯氨酸检测、酶处理骨中色氨酸检测和酶处理后猪骨力学性能的测定，表明脱脂和酶处理对猪骨胶原破坏轻微，对保持异种(猪)骨基质的天然状态无有害影响。结论：异种(猪)骨有望成为优良的骨缺损的修复特别是大段骨缺损的修复材料。     

MC3T3-E1细胞在改性聚(DL-乳酸)表面的黏附性能

背景:聚乳酸是经FDA批准可进入人体的生物可降解材料,因其表面疏水性强,与细胞亲和力差,所显示的生物相容性较差.目的:观察MC3T3一E1成骨前体细胞在马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸表面的黏附情况,评价改性聚乳酸的细胞相容性,并与聚(DL-乳酸)对比.设计、时间及地点:对比实验,于2007-06在重庆大学生物工程学院生物材料与仿生工程研究中心完成.材料:聚(DL-乳酸)、马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸为自制;MC3T3-E1细胞株购自上海细胞生物研究所.方法:采用体外培养细胞的方法,将MC3T3-E1细胞直接接种到聚(DL-乳酸)、马来酸酐改性聚乳酸和丁二胺改性聚乳酸材料上.主要观察指标:通过细胞形态、细胞增殖、细胞周期、细胞黏附检测比较不同基底材料对MC3T3-E1成骨前体细胞的影响.结果:MC3T3-E1成骨前体细胞在马来酸酐及丁二胺改性聚乳酸膜上的增殖速率和黏附力大于聚(DL-乳酸)(P＜0.05):细胞周期测定显示马来酸酐及丁二胺改性聚乳酸膜能促进MC3T3-E1成骨前体细胞从G0期向S期和G2/M期过渡,细胞形态也较为成熟.结论:马来酸酐改性的聚乳酸和丁二胺改性的聚乳酸能促进MC3T3-E1成骨前体细胞黏附、增殖,并促进其更迅速地从成骨前体细胞向成骨细胞分化,具有比聚乳酸更好的细胞相容性.     

Preparation and degradation characteristic study of bone repair composite of DL—polylactic acid／hydroxyapatite／decalcifying bone matrix

Objective:To explore the preparative method and study the degradation characteristics of bone repair composite of DL-polyactic acid(PDLLA) /hydroxyapatite(HA)/decalcifying bone matrix(DBM) in vitro.Methods:An emulsion blend method was developed to prepare the composite of PDLLA/HA/DBM in weight ratio of PDLLA:HA:DBM=1.2-2:1.5:1.The dynamic changes of weight,biomechanical property and pH value of PDLLA/HA/DBM and PDLLA in phosphate buffered saline(PBS,pH7.4)were studied respectively through degradation tests in vitro.Results:Without being heated,PDLLA,HA and DBM could be synthesized with the emulsion blend method as bone composite of PDLLA/HA/DBM,wich had both osteoconductive and osteoinductive effects.The diameter of the aperture was 100-400μm and the gap rate was 71.3%.During degradation,the pH value of PDLLA solution decreased lightly within 2 weeks,but decreased obviously at the end of 4 weeks and the value was 4.0 .While the pH value of PDLLA/HA/DBM kept quite steady and was 6.4 at the end of 12 weeks.The weight of PDLLA changed little within 4 weeks,then changed obviously and was 50% of its initial weight at the end of 12 weeks.While the weight of PDLLA/HA/DBM changed little within 5 weeks ,then changed obviously and was 60% of the initial weight at the end of 12 weeks.The initial biomechanical strength of PDLLA was 1.33 MPa, decreased little within 3 weeks, then changed obviously and kept at 0.11 MPa at the end of 12 weeks.The initial biomechanical strength of PDLLA/HA/DBM was 1.7 MPa, decreased little within 4 weeks, then changed obviously and kept at 0.21 MPa at the end of 12 weeks.Conclusions:The emulsion blend method is a new method to prepare bone repair materials.As a new bone repair material,PDLLA/HA/DBM is more suitable for regeneration and cell implantation,and the environment during its degradation is advantageous to the growth of bone cells.     

大鼠成骨细胞对动态拉伸刺激的生理响应

应用体外周期性机械拉伸装置研究机械拉伸对大鼠成骨细胞增殖及分化的影响.测试了在应变15%,频率20次/min的拉伸刺激下不同加载时间对成骨细胞增殖及分化的影响.发现在受载12h时,细胞相对增殖指数最大,随受载时间的增加而逐渐趋向于1,受载36h后,碱性磷酸酶活性的相对指数最显著.说明成骨细胞对周期性机械拉伸刺激的响应与受载时间相关联,并且受载的成骨细胞经过自身调控后,逐渐适应于新的力学环境,保持一种新的平衡状态.