在动态模拟体液中致密CaP陶瓷表面形貌对类骨磷灰石层形成的影响研究

磷酸钙陶瓷植入体内后其表面类骨磷灰石层的形成是诱导成骨的先决条件。本实验在模拟体液 (Simu-lated body fluid,SBF)以人体骨骼肌组织的正常生理流率 (2 ml/ 10 0 m l· min)下 ,研究在动态 SBF中致密磷酸钙陶瓷表面形貌对类骨磷灰石层形成的影响。结果表明 :在生理流速条件下 ,材料的粗糙表面有利于类骨磷灰石层的形成 ,加大 SBF中 Ca2 +、HPO4 2 -离子浓度 ,类骨磷灰石层的形成速度加快。本研究进一步证实了材料的几何形貌对类骨磷灰石形成的影响 ,加深了对磷酸钙陶瓷在体内诱导成骨机理的理解     

γ射线低温辐照对胶原膜体外稳定性和细胞相容性的影响

低温下,胶原膜经γ射线辐照改性,采用剂量率为22 KG y/h,辐照剂量分别为15、25、35 KG y。测定辐照前后胶原膜抗胶原酶酶解能力,对胶原膜的体外稳定性进行了初步评价,结合红外光谱分析对辐照改性机理进行了探讨。结果表明,在实验所设计的条件下,辐照改性后胶原膜的交联度及稳定性均增加。采用M TT法结合扫描电镜观察,对辐照后胶原膜的细胞相容性进行了研究,表明在一定的辐照剂量范围内(<25 KG y),辐照对胶原膜的细胞相容性没有明显的影响。当超过一定剂量后,辐照改性将在一定程度上影响胶原膜的细胞相容性。     

胶原水凝胶支架用于软骨组织工程的实验研究

目的探讨Ⅰ型胶原浓度对胶原水凝胶理化性能的影响,以及在体外组织工程模型中不同浓度的Ⅰ型胶原水凝胶对软骨细胞表型和基因表达的影响。方法制备Ⅰ型胶原浓度为12、8、6 mg/mL的3种胶原水凝胶,记为C12、C8、C6。扫描电镜观察形貌,并通过溶胀性能和抗压性能测试表征其理化性能。取2只新生7日龄新西兰大白兔的关节软骨,酶消化法分离、培养软骨细胞。取第2代软骨细胞与3种胶原水凝胶复合体外培养(C12组、C8组及C6组),1 d后采用二乙酸荧光素(fluorescein diacetate,FDA)/碘化丙啶(propidium iodide,PI)染色,激光共聚焦显微镜观察细胞活性,体外培养14 d后行HE和甲苯胺蓝染色观察组织学形态,实时荧光定量PCR测定软骨细胞相关基因,即Ⅱ型胶原、蛋白聚糖(Aggrecan)、Ⅰ型胶原、Ⅹ型胶原、Sox9 mRNA表达。结果随着Ⅰ型胶原浓度从6 mg/mL提高到12 mg/mL,胶原水凝胶的理化性质出现明显变化,扫描电镜下纤维网络变得致密;192 h时C6、C8、C12溶胀率依次增大,分别为0.260±0.055、0.358±0.072、0.539±0.033,比较差异均有统计学意义(P<0.05);压缩模量逐渐增加,分别为(4.86±0.96)、(7.09±2.33)、(11.08±3.18)kPa,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。体外培养1 d,3组凝胶中软骨细胞经FDA/PI染色后,绝大部分被染成绿色,仅有少数被染成红色。14 d后组织学观察示:C12组软骨细胞在组织中聚集明显,并出现明显的甲苯胺蓝异染为紫红色的现象;C8组中也有部分增殖聚集的区域,细胞周围有较明显的甲苯胺蓝异染现象;C6组细胞分布较为均匀,也有较明显的甲苯胺蓝异染现象。实时荧光定量PCR检测显示,3组Ⅱ型胶原mRNA和Aggrecan mRNA表达水平相近;Ⅰ型胶原、Sox9和X型胶原mRNA表达水平C12组最高,C6组最低,C8组介于二者之间,组间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论提高Ⅰ型胶原浓度至12 mg/mL后,胶原水凝胶具有更好的理化性质,但软骨细胞纤维化和肥大相关基因表达也有所上调。     

线粒体自噬与骨髓间充质干细胞成软骨分化的关联

背景:已有研究发现线粒体自噬在软骨缺损修复过程中发挥重要作用,因此有必要研究线粒体自噬在骨髓间充质干细胞成软骨分化过程中的作用及其调控方法,为进一步阐明软骨诱导机制并为理解生物材料如何调控骨髓间充质干细胞分化命运奠定基础。目的:建立并验证线粒体状态和自噬程度的表征方法,观察线粒体自噬与软骨细胞发育、骨髓间充质干细胞成软骨分化的关系。方法:分离培养新生乳兔、1月龄兔、18月龄兔软骨细胞和新生乳兔骨髓间充质干细胞,按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养,在培养第1,3,7天按照试剂盒说明方法进行线粒体标记Mito Tracker Red染色。选取第2代骨髓间充质干细胞,用完全软骨诱导培养基培养24 h后,诱导组加入10μmol/L自噬诱导剂雷帕霉素干预10 h,抑制组加入5μmol/L自噬抑制剂氯喹干预10 h,此后换用完全软骨培养基培养,在培养第1,3,7天用线粒体自噬试剂盒Mitophagy Detection Kit染色并观察线粒体自噬情况。结果与结论:①不同兔龄软骨细胞线粒体染色:低兔龄软骨细胞中线粒体数目较高兔龄软骨细胞多;②骨髓间充质干细胞和幼兔软骨细胞线粒体染色:软骨细胞的线粒体形态呈点状,而骨髓间充质干细胞的线粒体形态呈线状;③骨髓间充质干细胞分化过程中线粒体染色:随诱导培养天数的增加,骨髓间充质干细胞中线粒体的形态由最初的网状变为点状,骨髓间充质干细胞骨架中促进自噬形成的微丝结构也逐渐减少;④线粒体自噬对成软骨分化的影响:雷帕霉素促进了线粒体自噬途径,进而促进骨髓间充质干细胞的成软骨分化。     

碱热处理钛表面的理化性能与生物活性的研究

目的：研究经碱热法改性后的钛表面的物理化学性能与生物活性之间的关系、方法：用碱热法对钛表面进行活化，用SEM和XRD分析活化后的表面结构和成分，并在模拟体液中考察了其生物活性。结果：经过处理的钛表面形成了致密金红石型二氧化钛膜，富含Ti—OH基团的凝胶层以及具有高表面能的微观粗糙结构，该结构赋予材料以良好的生物活性结论：钛的生物活性是凝胶层，二氧化钛膜及其微观结构共同作用的结果。     

同一供者及不同供者的人胎盘MSCs与脐静脉内皮细胞复合培养的比较研究北大核心CSCD

目的比较同一供者及不同供者的人胎盘MSCs(human placenta-derived MSCs,HPMSCs)与人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)三维复合培养效果,为体外构建三维血管化组织工程骨提供实验依据。方法取健康足月产妇自愿捐赠的胎盘及脐带组织,采用Ⅳ型胶原酶消化和人淋巴细胞分层液密度梯度离心法分离培养HPMSCs,通过流式细胞学检测细胞表型,取第2代细胞向成骨细胞诱导培养鉴定;以Ⅰ型胶原酶消化分离培养HUVECs,通过Ⅷ因子相关抗原因子免疫组织化学染色进行鉴定。实验分为两组,A组取不同供者的第3代HUVECs和成骨诱导培养3周的第3代HPMSCs以1∶1比例复合种植于胶原水凝胶,制备细胞-胶原水凝胶复合物;B组将同一供者的以上两种细胞同法复合制备复合物。复合培养第1、3、5、7天取材,行CD31免疫荧光染色,于激光共聚焦显微镜下观察其成血管倾向,测量复合物中的索道长度和节点数,并进行统计学分析。结果经鉴定,成功分离培养HPMSCs及HUVECs。CD31免疫荧光染色示,与A组相比,B组细胞-胶原水凝胶复合物中的HUVECs可在三维空间上较早、较好地伸展,在水凝胶内部相互交织能力较强,形成的索道更长,节点更多,网络更密集。第7天时B组索道长度和节点数分别为(8.11±0.62)mm/mm2及(21.30±1.41)个/mm2,显著优于A组的(6.68±0.35)mm/mm2及(17.10±1.10)个/mm2,差异均有统计学意义(t=0.894,P=0.000;t=0.732,P=0.000)。结论将同一供者的HPMSCs与HUVECs体外复合种植于胶原水凝胶支架上,比不同供者来源的细胞形成的网络成血管倾向更明显,交织连续性好,层次丰富。     

新型纳米氧化锌/细菌纤维素复合膜的制备与性能评价

目的 制备一种新型纳米氧化锌/细菌纤维素复合膜,评价其物理特性和抗菌性能.方法 采用二步法制备纳米氧化锌/细菌纤维素复合膜.对细菌纤维素膜(bacterial cellulose membrane,BCM)进行羧基化修饰,然后以此为模板,进行纳米氧化锌(zinc oxide nanoparticles,nZnO)的原位合成,制备成nZnO/BCM复合膜;以BCM为对照,扫描电子显微镜观察nZnO/BCM复合膜的形态及nZnO分布;原子吸收光谱法测定nZnO的含量,评价经高压灭菌和浸提处理后nZnO/BCM复合膜中nZnO的结合稳定性;水蒸气透过率检测评价nZnO/BCM复合膜的透气性;万能材料测试仪检测nZnO/BCM复合膜的抗张强度、断裂伸长率及杨氏模量,评价其力学性能;振荡抑菌实验评价nZnO/BCM对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制作用.结果 电镜观察结果显示,二步法合成的nZnO/BCM复合膜的纤维网络呈三维立体结构,其孔隙大小和密度均显著大于单纯BCM;原位合成的nZnO附着于纤维,呈串珠状排列,nZnO直径为30 ～90 nm.对nZnO/BCM复合膜(含40％ nZnO)进行高压灭菌和浸提处理后,其nZnO的脱失率为8.98％.nZnO/BCM复合膜(含40％ nZnO)的水蒸气透过率、抗张强度和杨氏模量均显著高于BCM(P ＜0.05).nZnO/BCM复合膜(含40％ nZnO)对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别为96.72％、60.14％,显著高于BCM组(P＜0.05).结论 二步法制备的nZnO/BCM复合膜具有良好的孔隙率和nZnO结合稳定性,其透气性和物理力学性能得到进一步提高,且对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较好的抗菌活性.     

纳米羟基磷灰石/胶原复合材料的制备及生物学评价

低温下,水热合成的纳米羟基磷灰石浆液与中性胶原溶胶混合,升温使羟基磷灰石晶体与胶原自组装形成复合凝胶,经洗涤、冻干,获得羟基磷灰石/胶原复合材料。采用XRD,FTIR和TEM对复合材料的特性进行研究,结果表明:羟基磷灰石晶体尺寸为16nm×40nm;复合材料的晶相组成,羟基磷灰石晶体大小、胶原纤维的结构等都与天然骨相似。采用骨髓嗜多染细胞微核实验、致敏实验、以及细胞毒性实验对复合材料进行生物相容性评价。小鼠骨髓微核率为1.6±0.9,与阴性对照组无显著性差异,和阳性对照组有显著性差异。最大剂量法实验表明复合材料无致敏作用。滤膜扩散实验证明复合材料无细胞毒性。复合材料骨内植入的组织学分析表明,4周时,在材料和骨组织的界面处有新骨生成,12周时,界面处有大量的新骨形成。皮下植入44周后,材料降解成碎片,纤维组织长入材料降解区域。本研究制备的纳米羟基磷灰石/胶原复合材料具有体内降解和促进骨形成的能力。不具有致染色体畸变作用、皮肤致敏作用和细胞毒性,是一种生物相容性良好的潜在的骨替换材料。     

9-硝基喜树碱纳米胶束的制备及体外释药研究

利用溶剂挥发成膜法制备了负载9-硝基喜树碱(9-NC)的两亲性共聚物载药胶束.通过对制备温度、加入蒸馏水体积、搅拌速率和投药量的单因素分析,深入探讨了各因素对胶束粒径和载药量的影响.结果表明在水浴温度为60℃、加入蒸馏水体积为16 ml、搅拌速率为 6 500 r/min、投药量为1.2 mg时制备得到具有良好分散状态的球状载药胶束,载药量为4.9%,粒径为50～70 nm.载药胶束的体外释放研究表明,9-NC从胶束中释放包括初期爆释和随后缓释两个阶段,释放速率随载药量的增加而降低.     

下颌第一磨牙种植体周围应力三维有限元分析

目的　探讨精确的有限元分析(FEA)模型建立的方法,使FEA分析计算结果更加真实有效。方法　采用 下颌骨计算机断层扫描(CT)数据、通过计算机图像处理及计算机辅助设计(CAD)技术,获取精确的下颌骨第一磨 牙几何模型。应用FEA技术对圆柱状种植体周围骨内应力分布情况进行分析。结果　种植体周围应力分布具有 高度的非对称性,主要集中于下颌骨舌侧颈部,颊侧主要为拉应力作用,舌侧为压应力作用。结论　基于CT数据 建立的模型能更真实地反映下颌骨的结构特点,使FEA分析结果更趋于真实。