基于细胞-基质材料受控组装技术的类肝组织构建

使用自主研发的细胞受控组装设备, 采用分层堆积技术, 将肝细胞与壳聚糖-明胶共混材料组装成活的三维结构体, 且形状和细胞密度可自由控制. 成形实验结果显示, 采用合理的工艺参数, 在0.2 MPa的挤出压力下, 细胞的存活率可达90%以上. 体外培养8周, 三维结构体形态稳定, 肝细胞增殖明显. 在培养20 d时, 三维结构体表现出肝组织特征, 有类肝样组织产生,可检测到特异性白蛋白和一些代谢产物. 结果显示, 肝细胞可以被直接受控组装成三维活的结构体, 并可进一步发展成类肝组织. 本研究为人工体外重建肝组织另辟蹊径.     

琼脂在肝细胞聚集体培养中的应用

新分离的大鼠肝细胞在体外培养的过程中形成聚集体是一种很重要的现象,它对于人工肝支持系统的构建有重要意义。聚集体中的肝细胞可以保持较高的特异生理活性。采用琼脂作为细胞外基质包被细胞培养板,可以有效地促使肝细胞在无血清的培养基中形成聚集体。结果表明,该办法简单有效,聚集体中的肝细胞的特异性功能如尿素合成、白蛋白分泌等活性均高于单层贴壁生长的肝细胞。     

人胚胎干细胞体外诱导分化为肝脏细胞

建立诱导人胚胎干细胞分化为肝细胞的方法, 为细胞移植与生物人工肝等肝病替代治疗提供新的种子细胞来源. 将人胚胎干细胞在细菌培养皿中悬浮培养7 d, 形成囊性拟胚体, 接种至包被有Ⅰ型胶原的组织培养皿, 以含有地塞米松、胰岛素的条件培养液进行诱导, 通过光学显微镜和电子显微镜观察细胞的形态变化; 免疫细胞化学和RT­PCR检测细胞诱导前后肝细胞特异性基因的表达; 用靛青绿摄取、排泌实验、糖原染色实验及白蛋白、尿素分泌检测肝细胞的相关功能. 条件诱导液培养14 d, 细胞形态由圆形变为多角形和长梭形, 出现双核或多核, 表面有微绒毛, 胞浆内含丰富的线粒体、内质网、溶酶体及糖原颗粒等; 这些细胞表达幼稚或成熟肝细胞特异性的AFP, ALB, CK18, CK19和CYP1B1等基因, 并具有靛青绿摄取、排泌、贮存糖原和分泌白蛋白、氨基代谢生成尿素等功能. 形态、表型及功能的实验结果均证实人胚胎干细胞经上述方法培养可以向肝细胞分化.     

骨髓来源干细胞在肝移植中的应用及其相关机制

肝脏移植已经日益成为治疗终末期肝病最为有效的方法, 而供肝严重短缺、急慢性排斥反应以及长期应用免疫抑制剂所带来的毒副作用一直是肝移植面临的三大难题. 骨髓来源的干细胞具有向肝系细胞分化的潜能, 参与损伤后肝再生. 肝移植术后, 急性排斥反应、缺血再灌注、部分肝移植肝量损失、术后肝炎复发及“小肝综合征”等对移植肝造成的损伤环境可对骨髓来源不同干细胞亚群产生趋化作用, 动员其进入外周循环并迁移至肝脏, 促进移植肝功能修复. 此外, 骨髓来源干细胞还可参与活体肝移植供者的功能性肝再生. 骨髓源干细胞参与肝再生的过程可能是通过SDF-1及其受体CXCR4的相互作用以及HGF, IL-8, MMP9, VEGF/VEGFR-2等因子的参与而实现的. 肝移植联合供者来源的骨髓源干细胞移植可以诱导供者特异性免疫耐受, 使异体移植肝得以长期高质量存活. 总之, 无论是从参与再生的角度还是从诱导免疫耐受的角度, 无论从受者的角度还是从活体供者的角度, 骨髓来源的干细胞移植都显示了辅助肝移植治疗肝衰竭, 进而拓宽肝移植发展空间的强大优势, 为广大肝病患者带来新的希望.     

多功能复合的人工肾微芯片的制备及功能评估

采用微流道技术加工出高度平行的微流道阵列芯片,并结合细胞工程的方法,制备出同时具有肾小球过滤和肾小管生理功能的人工肾微芯片透析装置.将人肾近曲小管上皮细胞(HK-2)和人脐静脉血管内皮细胞(HUVEC)分别种植在透析膜材料上,并与微流道阵列芯片组装成多层生物芯片人工肾微透析装置;分别对组装的两层生物芯片微透析装置和六层生物芯片微透析装置进行了功能评估对比.结果表明,六层芯片微透析器具有很好的清除功能,其中种植了细胞的聚醚砜作为透析膜具有最好的滤过性能;种植了细胞的生物透析器具有很好的抗凝功能,能够达到无肝素透析;同时也证实构建的多层生物芯片人工肾微透析装置具有很好的重吸收、新陈代谢和内分泌功能,为未来发展便携式或可植入式多功能复合的人工肾透析系统打下了基础.     

编者按

生物医用材料(biomedical materials)是用于对生物体进行诊断、治疗和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料. 按用途可分为组织修复材料(含组织工程与组织诱导材料、植入材料与人工器官等)、药物释放材料与基因载体、临床诊断和生物传感器材料3大类, 当然还包括其他一些特殊的医用材料; 按材料在生理环境中的生物、化学反应水平可分为近于惰性的生物医用材料和生物活性材料两大类; 按照是否降解可以分为可生物降解与吸收的材料以及不可降解材料两大类; 按材料组成和性质分为医用金属材料、医用高分子材料、医用陶瓷材料3大类以及生物衍生材料和医用复合材料等特别种类.     

肺部给药用高分子多孔微球的生物学评价研究进展

肺部给药作为一种非侵入性给药方式,在蛋白质、多肽类药物及肺部疾病药物的研究中得到快速发展.具有低质量密度(0.4 g/cm3)和较大几何粒径(10.0μm)的载药高分子多孔微球,可以在肺部有效地沉积并且减少肺部巨噬细胞的吞噬,实现药物的局部或全身传递.高分子多孔微球作为药物载体必须具备生物相容性和医用功能性2个基本特征.本文主要综述了近年来对该基本特征进行生物学评价的研究进展,并对研究中存在的问题提出建议.其中生物相容性评价内容涵盖细胞、整体、分子3个水平;医用功能性评价内容包括肺内沉积、肺部清除与吸收和载药高分子多孔微球的药效学研究进展.     

表面图案化CuS-P(NIPAM-co-AA)复合微球的制备和表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙稀酰胺-丙烯酸共聚物 P(NIPAM-co-AA) 微凝胶, 并以其作为微反应器, 通过外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的CuS-P(NIPAM-co-AA)有机-无机复合微球. 复合微球的表面结构与微凝胶的组成和无机物的沉积量有关. 可以预期: 微凝胶的固有优点(大小、组成、电荷性质、电荷密度以及交联程度等可通过改变单体种类和反应条件控制)使微凝胶模板法在表面图案化微球材料制备中有可能获得广泛应用.     

芯片上的活细胞

科学家已在一种特殊机理的硅芯片上成功地培养出活的肝细胞,这种生物学技术可望用于研制取代肝脏移植的人造肝脏。美国加州大学圣迭戈校区的一个研究小组说,他们已经在特殊芯片上保持老鼠的肝细胞成活并具有全部功能超过两个星期了。肝细胞极难保持成活,在目前进行临床试验的人造肝设备中,肝细胞通常只能存活几个小时或几天时间。     

微球递药系统的开发及其疾病治疗应用

微球作为功能载体,能够用于药物的递送.随着材料科学和技术的发展,微球递药系统的研究逐渐得到了广泛关注.作为一种新兴的药物递送方式,微球递药系统有望克服传统给药方式的诸多局限性.此外,微球具有优异的生物相容性和可控性,可以实现对药物的精准递送和控制释放,从而提高药物的疗效并降低其副作用.基于此,本文首先总结了微球的多种制备方法及常用材料,然后系统总结了具有不同功能的微球递药系统,并概述了其主要疾病治疗应用,最后针对微球递药系统领域面临的挑战和未来发展趋势进行了展望.     

炎症微环境与肝癌转移

肝癌形成以及肿瘤侵袭和转移过程中癌细胞和癌旁基质之间的相互调节作为一个动态系统已被广泛研究。肝 肿瘤微环境一般分为细胞成分和非细胞成分,细胞成分包括肝实质细胞、肝星状细胞、成纤维细胞、免疫细胞、内 皮细胞、间充质干细胞;非细胞成分包括生长因子、细胞因子、细胞外基质、激素和病毒等。目前研究认为肝脏细 胞成分在经历外界不同刺激后,通过促进细胞坏死、凋亡以及分泌多种蛋白形成炎症微环境,从而参与肝肿瘤的发 生和发展。由于肝细胞癌引起死亡的主要原因是肿瘤的进展和转移,因此深入研究肿瘤转移过程中肝细胞与炎症微 环境之间的相互作用将有助于系统性阐述肝癌转移的分子机理。     

线粒体移植在心肌缺血损伤治疗中的研究

线粒体是为细胞提供能量的重要细胞器，调控细胞的正常生长和功能。许多疾病的发生都伴随着线粒体功能的异常。线粒体移植是一种潜在的可用于危重疾病的治疗方法，尤其是治疗缺血性疾病。文章从对心肌缺血损伤治疗的角度出发，简述线粒体移植的应用、作用机制及其局限性，为线粒体移植治疗的发展提供新的视角。     

线粒体移植在心肌缺血损伤治疗中的研究

线粒体是为细胞提供能量的重要细胞器，调控细胞的正常生长和功能。许多疾病的发生都伴随着线粒体功能的异常。线粒体移植是一种潜在的可用于危重疾病的治疗方法，尤其是治疗缺血性疾病。文章从对心肌缺血损伤治疗的角度出发，简述线粒体移植的应用、作用机制及其局限性，为线粒体移植治疗的发展提供新的视角。     

特异材料与卡西米尔(Casimir)效应

对平板结构情况下卡西米尔(Casimir)效应的理论研究进展进行了综述, 特别对排斥型卡西米尔力的研究做了较详细的介绍. 随着近年来特异材料(metamaterlas)研究与制备技术的快速发展, 人们可以通过人工电磁微结构对材料的电磁特性进行控制, 从而为获取卡西米尔排斥力以及回复力创造了条件. 相关基础研究的成果将在微纳机电系统方面具有广阔的应用.     

断裂系统形成机制：来自物理模拟实验的新启示*

 由于断裂系统的形成大多与大变形构造过程有关,故从小变形岩石力学实验归纳得到的库仑破裂准则及相关的安德森断层模式,并非总能对其形成机制给予合理的解释。物理模拟是一个十分有用的方法,可为我们提供一些新的启示：许多原先认为具有复杂形成机制的断裂系统,其实可以是简单构造变形过程的产物,也无需复杂的动力学机理解释。本文通过一些伸展、挤压和反转这三类常见构造的典型研究实例,以展示物理模拟实验所能带给我们的有关断裂系统形成机制的新启示。     

决策支持系统的基本结构及其研究进展

决策支持系统（ＤＳＳ）是一个用系统技术描述动态领域的术语，是信息和决策科学领域里最重要和发展最快的研究分支之一．本文介绍了ＤＳＳ的基本概念和特征，给出了ＤＳＳ的基本结构框架，并详细概述了ＤＳＳ基本结构的研究进展状况．本文最后提出了一种新型的多专家系统集成式决策支持系统的基本结构．     

微重力流体管理在航天工程中的应用

本文详细解释了微重力以及微重力流体管理的概念,阐明了微重力流体管理在推进系统、热控制系统、环境控制与生命保障系统、电源系统中的工程应用,指出了微重力流体管理面临的新挑战。     

多措并举 促进电力企业安全管理

电力安全生产关系到国家的财产安全、人民生活利益和电力职工的安康,是电力企业最根本的效益所在。电力安全生产是电力企业生存和发展的基石,影响着电力企业本身的内外形象,在我国经济社会正处于高速发展的大好时期,电力生产安全管理显得尤为重要。     

Faraday反常色散滤光器

介绍了滤光器的作用以及当前各种应用系统对滤光器的性能要求, 原子滤光器与其他传统滤光器的区别, 国内外原子滤光器的研究进展. 特别地, 给出了Faraday反常色散滤光器的重要指标——透过率的普遍计算方法, 此计算方法对被动式和主动式Faraday反常色散滤光器都适用, 并与实验结果符合得很好. 最后对本小组近年来在实验和理论方面的研究成果进行了总结性介绍. 其中, Rb-FADOF的实验结果与理论计算吻合得很好, 而Cs-ESFAD-OF的新方案在理论上得到了比较好的结果.