重组大肠杆菌分批-补料培养生产类人胶原蛋白的过程控制

目的优化重组大肠杆菌高密度发酵的调控工艺。方法通过考察比生长速率、3种控氧方式以及诱导强度对细胞和类人胶原蛋白产量的影响,确定最佳的发酵工艺。结果比生长速率显著影响类人胶原蛋白的产量,且最适比生长速率为0.15～0.20h-1;在提高罐压的条件下,细胞和类人胶原蛋白的浓度均显著高于其他两种控氧方式,充入富氧空气的细胞和类人胶原蛋白的浓度均最低;诱导强度对细胞生长和蛋白质表达的影响非常大,当细胞浓度达47±2g/L(DCW)时,开始升温至42℃进行诱导,最佳条件为42℃保温2～3h,然后降温至39℃继续培养5～6h。结论通过优化重组大肠杆菌分批补料培养生产类人胶原蛋白的工艺,使得细胞和类人胶原蛋白浓度分别达68.94g/L(DCW)和13.02g/L。     

类人胶原蛋白基因工程菌诱导后比生长速率优化

目的优化类人胶原蛋白基因工程菌高温诱导后的比生长速率。方法通过分析不同比生长速率下发酵液中菌体浓度、类人胶原蛋白浓度、细胞得率系数(YX/S)、产物得率系数(YP/S)的变化,确定诱导后的最佳比生长速率。结果当比生长速率为0.04～0.05h-1,细胞浓度和类人胶原蛋白的浓度分别可达69.5g/L(DCW)和13.8g/L。结论诱导后的比生长速率对细胞生长、类人胶原蛋白的合成均产生显著性影响。     

悬浮培养型BHK-21细胞生长特性及成瘤性研究

目的:了解低血清驯化的悬浮培养型BHK-21细胞的生长特性及致裸鼠成瘤能力.方法:比较研究悬浮型和贴壁型BHK-21细胞的细胞形态、生长动力学和成瘤性.结果:驯化的悬浮培养型和贴壁培养型BHK-21细胞生长状态均良好,最大增殖浓度分别为517×104/mL和39.67×104/mL,群体倍增时间分别为23.03h和21.36h,能显著提高细胞培养密度(P0.05).背部皮下接种致裸鼠成瘤性实验表明,驯化的悬浮培养型组裸鼠的体重增长率均低于贴壁培养型BHK-21细胞、阳性细胞组(Hela)和阴性细胞组(KMB17)(P0.05),裸鼠成瘤体积增长率均高于其他三组(P0.05).结论:驯化的悬浮培养型BHK-21细胞能显著提高细胞密度,其成瘤性方面还需进一步改善.     

皮肤组织工程支架材料与制备方法的研究进展

皮肤组织工程支架材料在人工皮肤的构建中起着关键作用,为种子细胞提供了黏附、生长、迁移、增殖、分化和代谢的环境,是皮肤组织工程的重要研究内容.对组织工程化皮肤支架近几年的材料、制备方法的进展进行了综述,并分析了皮肤组织工程支架材料的发展趋势.     

基于胆固醇改性壳聚糖材料的蛋白吸附及细胞相容性评价

目的:提高壳聚糖作为生物材料对细胞的主动响应能力.方法:利用胆固醇对壳聚糖进行仿生修饰.通过QCM-D技术考察了壳聚糖改性前后对于白蛋白吸附行为的变化,AFM技术考察了壳聚糖及其衍生物吸附白蛋白前后的膜表面形貌变化;成纤维细胞3T3评价了细胞在不同材料表面的增殖及形态.结果:经胆固醇修饰后的壳聚糖膜表面蛋白吸附能力有显著提升,改性程度越高,白蛋白的吸附能力越强.吸附蛋白前胆固醇-g-壳聚糖膜表面粗糙度随着改性程度增大而升高,而后下降.吸附蛋白后,膜表面粗糙度反而下降,但高改性程度的膜表面却升高.结论:细胞实验结果表明,胆固醇改性后的壳聚糖衍生物具有较好的细胞相容性,且改性后的胆固醇-g-壳聚糖材料在不同程度上具有促进细胞黏附与增殖的能力.     

重组大肠杆菌生产类人胶原蛋白Ⅱ的发酵pH优化

为了实现类人胶原蛋白(HLCⅡ)的规模化生产,对重组大肠杆菌BL21 3.7在30 L发酵罐中发酵生产类人胶原蛋白Ⅱ过程中的关键参数pH进行了系统的研究.将发酵过程中pH控制在6.0~7.8之间,监测pH对细胞生长以及类人胶原蛋白Ⅱ的产量的影响,从而确定出合理的pH控制策略增加类人胶原蛋白Ⅱ的产量.由实验数据可得,在pH7.5条件下细胞浓度达到最大,为68.5 g/L,但HCLⅡ的浓度为8.5 g/L.在pH6.8条件下,HLCⅡ浓度达到最大,为10.5 g/L,但其细胞浓度只有60.9 g/L.同时,对发酵过程中代谢副产物有机酸的含量也进行了监测,随着发酵过程pH值的升高,总有机酸的量也相应的增加,当发酵过程pH控制在7.8时,总有机酸达到最大,为15.61 g/L.为了提高目标产物的产量,采用pH两阶段控制策略控制发酵,最终类人胶原蛋白Ⅱ浓度可达到11.3 g/L,较恒pH条件下提高了7.61%.     

类人胶原蛋白对BHK-21细胞生长的影响

目的研究类人胶原蛋白HLC（Human—like Collagen）对于细胞生长、细胞凋亡、细胞生长周期及细胞形态的影响。方法用体外细胞培养法，选用BHK-21细胞系为实验对象，进行MTT检测、LDH测定、流式细胞分析、形态学观察及统计学分析。结果MTT检测表明0．2，0．3g／LHLC对于细胞生长有显著的促进作用；HLC对于细胞培养液中LDH浓度无显著性影响；经0．1，0．2，0．3g／LHLC作用后的细胞凋亡百分数变化不大，进一步作周期分析，也无显著影响；形态学观察表明0．3g／LHLC对于细胞形态有加长作用。结论HLC可能通过影响细胞膜、增强细胞贴壁生长而促进细胞生长。     

新型TiO2纳米管透析膜与传统透析膜对细胞生长状态的影响

 研究采用阳极氧化法制备新型高强度的TiO₂纳米管阵列薄膜, 通过对纳米管底部进行腐蚀获得两端通透的TiO₂纳米管阵列薄膜.在纳米管阵列薄膜表面和高分子透析膜表面种植HK-2细胞和HUVEC细胞, 成功制备具有生理功能的生物膜材料.采用MTT方法对比研究了TiO₂纳米管阵列薄膜、聚醚砜(PES)、混合纤维素以及再生纤维素4种薄膜材料黏附细胞的活性;利用荧光显微镜观察4种材料对两种细胞黏附的影响;同时使用扫描电镜观察细胞在4种薄膜材料上的生长形态.结果表明, TiO₂纳米管阵列薄膜最有利于细胞的黏附及增殖, 且细胞活性最高, PES薄膜的效果次之, 再生纤维素薄膜最不适合细胞的增殖及黏附;荧光显微镜观察证实TiO₂纳米管阵列薄膜相比高分子薄膜更能促进细胞的黏附及生长, 证实所制备的TiO₂纳米管阵列薄膜能够很好地与两种细胞相容, 克服了传统透析材料的不足, 改善了细胞与材料的黏附, 是用于生物人工肾研究较为理想的候选材料.     

生物新材料在组织工程中的研究及利用

组织工程是指应用生命科学与工程的原理和方法,构建一个生物装置,来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。它的主要任务是实现受损组织或器官的修复和再建,延长寿命和提高健康水乎。其方法是,将特定组织细胞"种植"于一种生物相容性良好、可被人体逐步降解吸收的生物材料(组织工程材料)上,形成细胞一生物材料复合物;生物材料为细胞的增长繁殖提供三维空间和营养代谢环境;随着材料的降解和细胞的繁殖,形成新的具有与自身功能和形态相     

牛血清白蛋白改性壳聚糖纤维及其细胞亲和性研究

采用牛血清白蛋白对壳聚糖纤维进行化学改性，通过扫描电镜和含水量测定对改性的牛血清白蛋白-壳聚糖纤维进行表征．并对改性材料进行细胞相容性和细胞亲和性测定与评价．结果表明：牛血清白蛋白-壳聚糖纤维表面有明显附着物，纤维略微变粗；含水量增加到93．49％(质量分数)；细胞在改性克聚糖纤维上的形态无异常，粘附、生长、增殖情况良好；细胞毒性试验结果呈阴性．该改性壳聚糖纤维具有良好的生物学特性，能够应用于器官组织工程及生物医药领域．     

Preparation and Surface Modification of High-Density Chitosan/Functionalized Multi-walled Carbon Nanotubes Hollow Fibers

Functionalized multi-walled carbon nanotubes( fMWNTs) were prepared with chitosan via controlled surface deposition and crosslinking process and scanning electron microscopy( SEM),Fourier translation infrared spectroscopy( FT-IR) and Xray diffraction( XRD) are used to character properties. A novel high-density chitosan( HCS) was dissolved in f-MWNTs dispersed dilute acetic acid with a maximal concentration of 5. 8%. The hollow fibers can be made by extruding the solution into a dilute alkali solution through a wet-spinning process and the tensile properties of the materials were evaluated by universal tester. The surface property of fibers,pretreated by Helium( He) and the following grafted with gelatin was evaluated with X-ray photoelectron spectroscopy( XPS).As the hollow fibers were intended for neural tissue engineering,its suitability was evaluated in vitro using rat Schwann cells( RSC96) as model cells. The cells attachment,proliferation and morphology,were studied by various microscopic techniques. Based on the results,the gelatin grafted HCS / f-MWNTs hollow fibers could be used as a potential cell carrier in neural tissue engineering.     

聚5-羧基吲哚-聚乙交酯可降解导电共聚物的合成与表征

以N,N'-二环己基碳化二亚胺(DCC)为脱水剂、4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,通过低温缩聚法合成可生物降解并导电的聚5-羧基吲哚(PICA)与聚乙交酯(PGA)的共聚物.合成的产物采用红外光谱仪(FT- IR)、核磁共振氢谱仪(1H NMR)、质谱仪(MS)进行表征.结果表明:产物经25 d降解了41.7％,测得掺杂的共聚物电导率为9.1×10-4 S/cm.将乳仓鼠肾细胞(BHK21)黏附于合成的齐聚物膜上,细胞增殖生长效果明显.     

成人骨髓基质细胞的体外培养

本研究从成人的髋骨抽取骨髓液，离心后将骨髓基质细胞悬液接种培养，待细胞贴壁融合后，进行传代扩增培养．并采用流式细胞术进行细胞周期分析，结果表明原代培养和传代培养的细胞均为贴壁、形态不一的骨髓基质细胞，且此体外培养的骨髓基质细胞具有很强的增殖能力．本研究成功地建立了一套完整、简单、可行的体外分离、长期培养扩增人骨髓基质细胞(Human Bone Marrow Stromal Cells hBMSCs)的系统，证明成人骨髓基质细胞能够在体外长期增殖，为人的骨髓基盾细胞的理论研究和临床应用奠定了基础.     

微重力细胞培养与组织工程

组织工程主要致力于组织和器官的形成和再生，其核心就是建立细胞与生物材料的三维复合体，形成具有生命力的活体组织，用于对病损组织进行形态结构和功能的重建并达到永久性替代。目前有关微重力和模拟微重力条件下细胞体外生长的研究提示微重力培养环境有利于细胞体外增生，维持有功能的细胞长期生长，并且有助于形成组织样结构，使培养得到的组织更接近于活体组织。因此微重力细胞培养为组织工程的研究开辟了新的前景。     

纳米相陶瓷支架与人成骨细胞生物相容性的体外实验研究

研究了2种新型多孔纳米陶瓷支架材料(hydroxyapatite,HA和tricalcium phosphate,TCP)的生物相容性.从人4月龄胚胎骨膜组织中分离培养出骨膜来源的成骨细胞(periosteal-derived osteoblast,POB),采用人胚骨膜成骨细胞与2种陶瓷支架的体外复合培养,观察细胞在材料上的生长及生理功能表达情况.发现人POB在HA和TCP表面生长繁殖良好,并发挥成骨功能.材料对细胞的增殖还有一定的促进作用(p<0.05).实验表明: 2种新型多孔陶瓷支架材料均有良好的生物相容性.     

DiI荧光标记的软骨细胞与支架材料复合后的观察

目的:通过Dil荧光染料标记观察软骨细胞在聚乳酸/乙醇酸共聚物支架(PLGA)体外和体内培养环境中的生长状态,为研究组织工程化软骨探索一种理想的软骨细胞示踪方法.方法:体外分离培养大鼠剑突软骨细胞,应用DiI标记软骨细胞,通过MTT法测定细胞的增殖活性.DiI荧光标记的软骨细胞种植于PLGA支架上分两组:一组体外培养1周,另一组体外培养1周后,再植入同系大鼠大网膜体内培养1周.分别取出细胞一支架复合物,在荧光显微镜下观察体外和体内条件下软骨细胞的荧光表达情况.结果:应用DiI标记不影响软骨细胞的增殖,MTT测定结果显示标记组和对照组的A值未见显著性差异(P>0.05).标记后的软骨细胞显示环状红色荧光,胞核未着色.体外培养和体内培养的软骨细胞一支架复合物,均可在荧光显微镜下观察到红色荧光表达.结论:DiI荧光染料能够有效标记软骨细胞,标记的细胞一支架复合物可直接在荧光显微镜下进行观察,可作为体外和体内构建组织工程软骨的较好的示踪方法.     

Electrospun Nanofibers of Hydroxyapatite/Collagen/Chitosan Promote Osteogenic Differentiation of BMSCs

Bone tissue engineering, aiming at developing bone substitutes for repair and regeneration of bone defects instead of using autologous bone grafts, has attracted wide attention in the field of tissue engineering and regenerative medicine. Developing biomimetic biomaterial scaffolds able to regulate osteogenic differentiation of stem cells could be a promising strategy to improve the therapeutic efficacy. In this study, clectrospun composite nanofibers of hydroxyapatite/collagen/chitosan （ HAp/Col/CTS ） resembling the fibrous nanostructure and constituents of the hierarchically organized natural bone, were prepared to investigate their capacity for promoting bone mesenchymal stem cells （BMSCs） to differentiate into the osteogenic lineage in the absence and presence of the osteogenlc supplementation, respectively. Call morphology, proliferation and quantified specific osteogenic protein expression on the electrospun HAp/Coi/CTS scaffolds were evaluated in comparison with different controls including dectrospun nanofibrous CTS, HAp/CTS and tissue culture plate. Our remits showed that the nanofibrous HAp/Col/CTS scaffolds supported better spreading and proliferation of the BMSCs than other substrates （ P 〈 0.01 ）. Expressions of osteogenesis protein markers, alkaline phosphatase （ALP） and Col, were significantly upregulated on the HAp/Col/CTS than those on the CTS （P 〈0.01） and HAp/ CTS （P 〈 0. 05 ） scaffolds in the absence of the osteogeulc supplementation. Moreover, presence of osteogeulc supplementation also proved to enhance osteogeule differentiation of BMSCs on HAp/ Col/CTS scaffolds, indicative of a synergistic effect. This study highlights the potential of BMSCs/HAp/Col/CTS cell-scaffold system for functional bone repair and regeneration applications.     

仿生增强制备聚乳酸基骨组织工程复合材料

依据仿生原理制备了纳米羟基磷灰石聚乳酸(nHA-PLA)复合的骨框架材料.此复合材料中的主要成分是纳米羟基磷灰石,纳米相的羟基磷灰石就是天然骨中主要的无机相.在保持高孔隙率(90%)的同时,复合材料的抗压性能达到2.07 MPa,高于单纯的聚乳酸框架材料(为0.89 MPa).分离成骨细胞并在三维框架材料上培养,用扫描电镜进行观察,复合材料具有很好的细胞贴附性能.仿生制备的三维纳米羟基磷灰石聚乳酸复合骨框架材料,无论从结构还是性能上,都是骨组织工程中的优选材料之一.