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三维支架条件下成骨细胞力学响应的模型

中国修复重建外科杂志 2006年第1期20卷 58-60页

作者：张春秋张西正郭勇李瑞欣郑小龙毛艳军事医学院科学院卫生装备研究所天津300161

目的探讨三维支架条件下成骨细胞力学响应模型的建立方法。方法取孔隙500～800μm、密度0．36～0．45g／cm^3的生物衍生骨支架50块，接种Wistar乳鼠第3代成骨细胞悬液，复合培养。其中24块施加表观应变1000με、3Hz、3min／d的止弦... 详细信息

目的探讨三维支架条件下成骨细胞力学响应模型的建立方法。方法取孔隙500～800μm、密度0．36～0．45g／cm^3的生物衍生骨支架50块，接种Wistar乳鼠第3代成骨细胞悬液，复合培养。其中24块施加表观应变1000με、3Hz、3min／d的止弦载荷，形成成骨细胞力学响应模型，作为加载组，余作为对照组。复合培养3d后，扫描电镜观察加载组成骨细胞形态；于培养后1、4、8、12、16、20、24和28d，采用MTT法检测成骨细胞增殖。结果扫描电镜下可见支架表面有梭形成骨细胞附着。成骨细胞增殖检测显示，复合培养后1、4、8、12、16、20、24和28d，加载组细胞数始终高于对照组，且培养后12、16、20、24和28d组间差异均有统计学意义（P〈O．05）。结论成功建立研究成骨细胞力学响应的模型，为在不同表观应变条件下研究成骨细胞的力学响应提供了方便。

关键词：成骨细胞力学响应模型三维支架

灌注速率对成纤维细胞在三维支架中生长和胶原合成的影响

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华东理工大学学报（自然科学版） 2012年第4期38卷 465-471页

作者：罗厚勇丁春梅周燕叶朝阳谭文松华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室上海200237

为了降低工程化组织体外构建过程中的传质限制,采用自行研制的灌注生物反应器系统,以人皮肤成纤维细胞为模型细胞,以PET(Poly(ethylene terephthalate))为三维支架,构建工程化真皮组织,考察灌注速率对成纤维细胞生长和胞外基质合成的影... 详细信息

为了降低工程化组织体外构建过程中的传质限制,采用自行研制的灌注生物反应器系统,以人皮肤成纤维细胞为模型细胞,以PET(Poly(ethylene terephthalate))为三维支架,构建工程化真皮组织,考察灌注速率对成纤维细胞生长和胞外基质合成的影响。将人皮肤成纤维细胞灌注接种于PET支架,分别以0.02、0.2、0.8 cm/min的灌注速率培养18 d。结果表明,灌注培养能促进细胞增殖,提高细胞在3D支架中均匀分布;与静态培养和0.02 cm/min的灌注速率相比,在0.2 cm/min和0.8 cm/min的灌注速率下进行培养,提高了细胞的葡萄糖比消耗速率,刺激细胞合成和分泌更多的胶原基质,但增加了流失到培养液中胶原的比例,灌注培养是体外构建工程化真皮组织的有效方法。

关键词：组织工程成纤维细胞灌注培养三维支架

Zn^(2+)交联的海藻酸钠三维支架的理化特性及其与脊髓神经干/祖细胞的生物相容性研究

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神经损伤与功能重建 2022年第10期17卷 567-570页

作者：周军唐志坚吴雅奇刘胜文王煜华中科技大学同济医学院同济医院神经外科武汉430030

目的:明确Zn^(2+)交联的海藻酸钠水凝胶(AH)三维支架的理化特性、超微结构、管道结构的稳定性;评价AH与脊髓神经干/祖细胞(NSPCs)的生物相容性。方法:采用Zn^(2+)与海藻酸钠交联制备AH三维支架;光镜和扫描电镜评估其微管道结构;光谱分... 详细信息

目的:明确Zn^(2+)交联的海藻酸钠水凝胶(AH)三维支架的理化特性、超微结构、管道结构的稳定性;评价AH与脊髓神经干/祖细胞(NSPCs)的生物相容性。方法:采用Zn^(2+)与海藻酸钠交联制备AH三维支架;光镜和扫描电镜评估其微管道结构;光谱分析仪测定盐酸洗涤后水凝胶内部残留Zn^(2+)含量;分离和培养胎鼠(E_(14))脊髓NSPCs;细胞培养环境下用磷酸盐缓冲液孵育AH三维支架18周,光镜下观察内部管道变化情况,测量重量变化;脊髓NSPCs与AH三维支架共培养,MTT法测定细胞存活率,免疫荧光染色检测NSPCs的分化。结果:AH三维支架管道直径为(93.26±6.24)μm,管道密度为(9.72±2.37)/mm^(2),管道孔隙率为(66.22±8.97)%;经过盐酸洗涤8次后,AH三维支架内Zn^(2+)浓度为0.08 nmoL/mg;脊髓NSPCs在AH三维支架表面的存活率>90%,且可以分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。结论:AH三维支架仅含有极低浓度的Zn^(2+),且具有稳定的拓扑结构,与脊髓NSPCs有良好的生物相容性。

关键词：海藻酸钠水凝胶三维支架神经干/祖细胞生物相容性

生理水平流体剪应力对三维多孔支架中成骨细胞力学敏感性及黏附、分化的影响

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医用生物力学 2014年第2期29卷 119-125页

作者：张寅星崔玉红黄啸周瑾易彩霞范艺娟李文娇潘君重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室重庆400044 天津大学力学系天津300072

目的构建可以达到生理剪应力水平的三维流动模型，研究流体剪应力对成骨细胞黏附、分化及力学敏感性的影响。方法利用灌注式流动腔对生长在β-磷酸三钙（β-TCP）多孔支架内的MC3T3-E1成骨样细胞施加不同强度的流体剪应力6 h，比较加... 详细信息

目的构建可以达到生理剪应力水平的三维流动模型，研究流体剪应力对成骨细胞黏附、分化及力学敏感性的影响。方法利用灌注式流动腔对生长在β-磷酸三钙（β-TCP）多孔支架内的MC3T3-E1成骨样细胞施加不同强度的流体剪应力6 h，比较加载组和静态组的细胞活性表征细胞黏附；一氧化氮（NO）和碱性磷酸酶（ALP）表征力学敏感性和细胞分化。采用流固非线性耦合的数值计算，获得支架内各流量下的剪应力分布。结果平均剪应力小于0.4 Pa，细胞的黏附率为74% - 81%；0.41 Pa时，黏附率为60.22%。NO的产生率在加载后5 min达到最大，15 min显著降低，30 min后产生率趋近于0。在0.232 - 0.304 Pa平均剪应力强度范围，ALP水平随着剪应力的升高显著增强（P〈0.01）；而在0.304 - 0.412 Pa范围，剪应力增加对ALP水平的改变无显著影响（P〉0.05）。结论生理水平剪应力条件下，支架内大部分细胞可以维持正常黏附。三维条件下细胞力学敏感性与剪应力变化率成正比，与二维条件的规律相同。支架内平均剪应力小于0.304 Pa，剪应力显著促进细胞分化；大于这一剪应力，细胞分化水平不再明显变化。该研究有望加快骨组织工程的实现。

关键词：生理水平三维支架流体剪应力成骨细胞细胞分化力学敏感性

用于生物人工肝反应器构建三维支架材料的选择与优化

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中国组织工程研究 2021年第28期25卷 4429-4434页

作者：陈黎黄蕾余梦瑶张国英张世昌南京医科大学第一附属医院产科江苏省南京市210029 南京医科大学第一附属医院检验学部江苏省南京市210029 第三军医大学西南医院传染科重庆市400038

背景:生物反应器是生物人工肝的核心部分,其性能直接关系到生物人工肝支持治疗的效果和作用。将支架材料应用于中空纤维性反应器中有望解决中空纤维型反应器对肝细胞培养支持不足的问题。目的:筛选可用于生物人工肝反应器构建的三维支... 详细信息

背景:生物反应器是生物人工肝的核心部分,其性能直接关系到生物人工肝支持治疗的效果和作用。将支架材料应用于中空纤维性反应器中有望解决中空纤维型反应器对肝细胞培养支持不足的问题。目的:筛选可用于生物人工肝反应器构建的三维支架材料。方法:检测聚氨酯、壳聚糖、聚乳酸-聚羟乙酸酯支架材料的孔隙率。将HL-7702人肝细胞分别接种于3种支架上,培养4 h时,检测细胞接种率;培养24 h时,检测细胞活性与细胞内乳酸脱氢酶漏出量;培养3 d时,检测细胞内白蛋白合成量。根据上述实验结果选择聚氨酯进行以下实验:鼠尾胶原被覆组,以鼠尾胶原溶液浸泡材料后接种HL-7702人肝细胞悬液;纤维蛋白凝胶组,以含纤维蛋白原的培养液重悬HL-7702人肝细胞,随后接种于支架上;聚氨酯对照组,直接接种HL-7702人肝细胞悬液。培养1,3,5,7 d后,检测细胞活性、细胞内乳酸脱氢酶漏出量与白蛋白合成量。结果与结论:①3种支架均为多孔结构,聚氨酯和壳聚糖有较好的弹性,聚乳酸-聚羟乙酸酯质地较硬,聚氨酯和壳聚糖支架材料的孔隙率显著高于聚乳酸-聚羟乙酸酯(P0.05);③纤维蛋白凝胶组的细胞分布较聚氨酯对照组、鼠尾胶原被覆组均匀,培养3,5,7 d的细胞活性与白蛋白含量高于聚氨酯对照组、鼠尾胶原被覆组(P支架材料经纤维蛋白凝胶优化培养可用于生物人工肝反应器的构建。

关键词：材料支架材料三维支架聚氨酯生物反应器生物人工肝生物相容性

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三维支架测角仪系统设计及图像处理

三维支架测角仪系统设计及图像处理

作者：邱志双华中科技大学

学位级别：硕士

三维支架作为跟踪系统的主要部件，其由三环组成，可以在三个方向自由旋转。关于其测角仪的研究，在军事方面有非常重要的意义。其垂直度是目标跟踪系统定位精度的一个重大影响因素。三维支架测角仪是一套自动化的精密电控测试设备，用... 详细信息

三维支架作为跟踪系统的主要部件，其由三环组成，可以在三个方向自由旋转。关于其测角仪的研究，在军事方面有非常重要的意义。其垂直度是目标跟踪系统定位精度的一个重大影响因素。三维支架测角仪是一套自动化的精密电控测试设备，用于三维支架三个框架轴垂直度的测量，确定稳定平台状态下三维支架的框架零位，内环、中环角度传感器的比例尺，外环框架轴与镜筒轴的夹角，以及内环、中环倾斜角度。本论文首先对三维支架测角仪的结构组成及工作原理做了简单介绍，交待该研究成果的重要性和必要性。测角仪由稳定平台、光电自准直仪及三维支架测控仪三部分组成。正文部分详细阐述了光电自准直仪的光学系统设计，给出像差分析，对其整体及主要部件的结构设计进行了详细的阐述。图像处理部分包括校准分划板刻线的检测及光斑中心的定位。分划板刻线为间距相等的两对刻线，必须对其图像进行必要的多步处理才能精确检测到其间距，以用于后期CCD的矫正。考虑到光斑为激光束在CCD上的投影，在外部反射镜偏转角度较大的情况下，其必然存在一定的形变，而不是严格意义上的正圆，且激光器光强较大，CCD上光斑大部分像素出于饱和状态，故采用高斯拟合亚像素定位算法。定位之前用垂直投影法对次光斑及光斑拖尾进行处理。文章最后对系统自身及工作环境引入的误差进行了定性及定量的分析，并提出相应的改进措施，排除干扰使得系统更高质量的工作，从而得到更精确可靠的测量结果。

关键词：三维支架系统设计图像处理光斑定位误差分析

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许旺细胞及其与三维支架的联合培养

中国临床康复 2005年第26期9卷 205-207页

作者：贺政佟晓杰孙晓红中国医科大学七年制临床医学系辽宁省沈阳市110001 中国医科大学解剖教研室辽宁省沈阳市110001 中国医科大学附属第四医院神经内科辽宁省沈阳市110032

目的:许旺细胞能够促进损伤的周围神经的再生过程。应用许旺细胞与组织工程材料联合培养,构建人工神经修复周围神经损伤,具有广阔的应用前景。因此,探讨许旺细胞的培养方法以及许旺细胞与三维支架的联合培养对组织工程化人工神经的构建... 详细信息

目的:许旺细胞能够促进损伤的周围神经的再生过程。应用许旺细胞与组织工程材料联合培养,构建人工神经修复周围神经损伤,具有广阔的应用前景。因此,探讨许旺细胞的培养方法以及许旺细胞与三维支架的联合培养对组织工程化人工神经的构建具有重要意义。资料来源:应用计算机检索Medline1984-01/2004-01中有关许旺细胞培养以及组织工程材料的文章,检索词为“Schwanncellsculture,tissuengineeringmaterials,associationculture”,并限定文章语言种类为“English”;同时应用计算机检索中文期刊全文数据库和万方数据库199601/2004-12中有关许旺细胞培养以及组织工程材料的文章,检索词为“许旺细胞培养,组织工程材料,联合培养”,限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,重点选择介绍许旺细胞培养方法以及许旺细胞与三维支架联合培养的文献,对非随机试验予以排除。资料提炼:在所有检索到的文献中,排除非随机试验的文献以后,最终选择24篇最为相关的作为参考文献。其中有1篇重点介绍许旺细胞的作用,5篇重点介绍许旺细胞的培养方法,其余的主要研究许旺细胞与三维支架的联合培养。资料综合:许旺细胞的培养方法包括组织块法和酶消化培养法。可与许旺细胞进行联合培养的支架材料包括聚酯纤维、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸共聚物、ZQ膜、壳聚糖等等。这些支架材料为人工神经的构建提供了丰富的原料,为应用组织工程化人工神经修复受损的周围神经奠定了基础。结论:应用组织块法和酶消化培养许旺细胞的技术已经基本成熟。对于那些可与许旺细胞进行联合培养的支架材料的研究,应当尽快由现今单纯的体外培养逐渐向动物实验过渡,为早日研制出合格的人工神经做进一步的努力。

关键词：许旺细胞细胞培养综述文献联合培养三维支架组织工程化人工神经组织工程材料周围神经损伤细胞培养方法聚乳酸共聚物

自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架治疗膝关节剥脱性骨软骨炎

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中国组织工程研究 2019年第30期23卷 4769-4774页

作者：李政李长树卢贺王平深圳平乐骨伤科医院(深圳市坪山区中医院)骨关节科

背景:近年的研究表明,自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架修复软骨损伤可达到接近正常透明软骨的临床疗效。目的:分析自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架治疗膝关节大面积(大于3.0cm^2)剥脱性骨软骨炎的临床疗效。方法:纳入深圳... 详细信息

背景:近年的研究表明,自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架修复软骨损伤可达到接近正常透明软骨的临床疗效。目的:分析自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架治疗膝关节大面积(大于3.0cm^2)剥脱性骨软骨炎的临床疗效。方法:纳入深圳平乐骨伤科医院2014年3月至2017年1月收治的7例膝关节大面积剥脱性骨软骨炎患者,其中男4例,女3例,年龄21-39岁,剥脱性骨软骨缺损面积3.62-12.51cm^2,均进行自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原三维支架移植治疗,术后进行严格的康复训练。治疗前、治疗后3,9,12个月及末次随访时,通过Lysholm主观膝关节评分、国际膝关节文献委员会IKDC评分、疼痛评分、患者治疗满意度及定期复查MRI来评估治疗效果。试验获得深圳平乐骨伤科医院伦理委员会批准,批准号:20140105。结果与结论:①7例患者均获得12-24个月的临床随访,未出现感染、关节僵硬等并发症;②7例患者治疗后12个月及末次随访的Lysholm主观膝关节评分、IKDC评分明显高于治疗前[Lysholm:(92.1±3.3),(93.4±5.2),(54.8±6.4)分;IKDC:(91.2±3.2),(92.2±3.7),(52.3±6.3)分,P0.05);③7例患者治疗后12个月及末次随访的疼痛评分低于治疗前[(1.2±1.5),(0.8±1.1),(6.7±2.2)分,P0.05);④治疗后随访12个月,6例患者对治疗满意或非常满意,1例对治疗欠满意;⑤治疗后12个月复查MRI,显示移植软骨恢复良好,未出现脱落或局部水肿等;⑥结果表明,自体软骨细胞结合Ⅰ型胶原蛋白三维支架治疗膝关节大面积剥脱性骨软骨炎是一种安全、有效的治疗方法,其可显著改善患肢功能和缓解疼痛。

关键词：剥脱性骨软骨炎自体软骨细胞胶原蛋白膝关节移植功能疼痛三维支架

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干细胞复合三维支架治疗骨质疏松性骨缺损

中国组织工程研究 2018年第14期22卷 2239-2244页

作者：袁伟健王辰宇李忱杨帆王中汉李祖浩秦彦国刘贺王金成吉林大学第二医院骨科吉林省长春市130041

背景:对于骨质疏松性骨缺损,干细胞复合三维支架治疗方法具有极大的潜力。目的:介绍干细胞复合三维支架在修复骨质疏松性骨缺损方面的作用。方法:作者以"stem cells,scaffold,osteoporosis,bone defects"为关键词,检索2007至2017年Pub ... 详细信息

背景:对于骨质疏松性骨缺损,干细胞复合三维支架治疗方法具有极大的潜力。目的:介绍干细胞复合三维支架在修复骨质疏松性骨缺损方面的作用。方法:作者以"stem cells,scaffold,osteoporosis,bone defects"为关键词,检索2007至2017年Pub Med、Web of Science、Springerlink、Medline数据库中相关文献;以"干细胞,支架,骨质疏松,骨缺损"为关键词,检索2007至2017年万方、中国知网数据库中相关文献。初检到文章142篇,筛选后对45篇文章进行分析。结果与结论:由于干细胞具有自我更新和多向分化的潜能,可用于修复或再生受损组织,被认为是作为细胞替代疗法治疗骨科疾病的理想细胞来源。在治疗骨质疏松性骨缺损过程中,干细胞-三维支架复合体中的支架除了提供一定的机械强度外,还为修复的相关细胞、因子提供一个有利的再生微环境,复合体更重要的作用是调节骨代谢,促进骨缺损的愈合,起到更好的修复作用。此外,结合基因治疗,基因修饰的干细胞复合三维支架对于骨质疏松相关骨缺损的重建具有巨大的潜力。总之,干细胞复合三维支架为骨质疏松性骨缺损的治疗提供了一种新思路,可能成为未来的治疗策略之一。

关键词：干细胞骨质疏松性骨折复合体组织工程三维支架骨质疏松骨缺损修复综述国家自然科学基金生物材料