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类器官芯片在纳米药物递送系统研究中的应用及前景

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化工学报 2024年第4期75卷 1209-1221页

作者：杨玉维李敏要智颖孙沁林刘洋葛丹孙冰冰大连理工大学化工学院辽宁大连116081

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为... 详细信息

类器官是源自人类干细胞、器官特异性祖细胞及分离肿瘤组织的自组装三维多细胞微型器官模型,可在体外重现器官的关键结构特征与生理机能。微流控芯片作为类器官的体外培养平台,为研究细胞在异质群体和微环境中的行为提供机会,因此,成为助力人类器官发育研究、疾病建模及药物筛选的强大工具。基于先进纳米技术构建的药物载体可以显著提升疾病治疗效果,是目前新药物研发和临床治疗的焦点。利用类器官芯片对纳米递送系统的安全性和有效性进行评估,不仅有助于了解药物递送载体与靶点微环境的相互作用机制,科学指导纳米载体的设计;也在患者个性化精准医疗领域具有应用价值。本文讨论了传统二维细胞模型以及动物模型评价纳米药物递送系统的局限性,分析了用类器官芯片作为体外评价平台的优势。在此基础上,总结了近年来类器官芯片在纳米药物递送领域的应用现状与发展方向,并对其前景进行了展望。

关键词：类器官芯片纳米材料药物递送组织工程学细胞生物学

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可降解Fe@Fe-Zn骨组织工程支架体外生物相容性研究

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表面技术 2024年第8期53卷 163-172页

作者：罗彩云王伟强史淑艳杨帅康许雅南朱明刘慧颖大连理工大学辽宁大连116024 大连医科大学辽宁大连116044

目的以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量... 详细信息

目的以多孔铁为基体,利用脉冲电沉积制备可降解多孔Fe@Fe-Zn复合材料骨组织工程支架,以期提高材料的降解速率和抗菌性能。方法通过调节脉冲频率,得到不同Zn含量的Fe-Zn合金层;使用电子探针、X射线衍射仪、扫描电镜来研究材料的元素含量、相组成和显微结构;通过压缩测试考察支架的力学性能;用体外浸泡来考察材料的降解性能;用浸提液培养分析材料对小鼠胚胎成骨细胞的黏附铺展和细胞活性的影响;用浸提液和直接培养来探究材料的抗大肠杆菌性能。结果随脉冲频率增加,合金中Zn含量减小;不同合金均为单一的α(Fe)相;电沉积组织致密,杂质含量低;Zn含量为7.5%(均以质量分数计)时,支架抗压屈服强度较多孔铁提升6%;复合材料的降解速率为0.44~0.48 mm/a,较多孔铁有显著改善;复合材料浸提液在稀释到25%(体积分数)时,表现出良好的细胞相容性,且随Zn含量增加,细胞活性增强;Zn含量为7.5%时,材料的抗菌性能最好。结论通过电沉积制备的Fe@Fe-Zn支架的腐蚀速率相较于多孔铁有明显提高。随合金层中Zn含量的增加,其细胞活性增强,抗菌性能提高。Fe@Fe-Zn有望发展为可广泛应用的可降解骨组织工程支架材料。

关键词：骨组织工程支架多孔铁 Fe-Zn合金降解性能生物相容性抗菌性能

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线粒体靶向的罗丹明衍生物用于肿瘤荧光成像

化工学报 2024年第4期75卷 1679-1686页

作者：王书鹏杜健军姚瑶樊江莉彭孝军大连理工大学精细化工国家重点实验室智能材料导向化学工程前沿科学中心辽宁大连116024 大连理工大学宁波研究院浙江宁波315016

设计合成了两例以罗丹明为母体的荧光染料RDMID-C和RDMID-N。实验结果表明,上述染料分子具有较低的细胞毒性,良好的生物相容性及靶向细胞线粒体的能力。两例荧光染料在细胞器定位实验中与商业化线粒体染料的共定位系数较高,并在小鼠肿... 详细信息

设计合成了两例以罗丹明为母体的荧光染料RDMID-C和RDMID-N。实验结果表明,上述染料分子具有较低的细胞毒性,良好的生物相容性及靶向细胞线粒体的能力。两例荧光染料在细胞器定位实验中与商业化线粒体染料的共定位系数较高,并在小鼠肿瘤中有较长的滞留时间,可以用于肿瘤荧光成像。

关键词：染料荧光成像生物医学工程生物工程生物技术

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杂萘联苯聚芳醚酮表面水凝胶涂层的制备及其抗菌性能

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合成树脂及塑料 2024年第1期41卷 1-7页

作者：柳承德张阿利刘文韬蹇锡高大连理工大学化工学院辽宁大连116024 大连理工大学辽宁省高性能树脂工程技术研究中心辽宁大连116024

在杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)与银粉掺杂制备的复合材料表面造孔后,采用银离子催化表面自由基聚合法制备聚丙烯酸/丙烯酰胺水凝胶涂层。通过傅里叶变换红外光谱仪、钨灯丝扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对水凝胶涂层的结构与性能进... 详细信息

在杂萘联苯聚芳醚酮(PPEK)与银粉掺杂制备的复合材料表面造孔后,采用银离子催化表面自由基聚合法制备聚丙烯酸/丙烯酰胺水凝胶涂层。通过傅里叶变换红外光谱仪、钨灯丝扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪等对水凝胶涂层的结构与性能进行表征,并研究水凝胶涂层改性PPEK的抑菌作用及其细胞相容性。结果表明:PPEK表面造孔后,涂层与基体材料的结合能从185.83 J/m^(2)提高到926.26 J/m^(2);该水凝胶涂层对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达到95%以上,且无细胞毒性,扩大了PPEK在医疗卫生领域的应用。

关键词：杂萘联苯聚芳醚酮水凝胶涂层自由基聚合抗菌活性细胞相容性

电子束熔炼功率对GH4068合金微观组织、偏析和γ′相析出行为的影响

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金属学报 2024年第9期60卷 1189-1199页

作者：白如圣谭毅崔弘阳宁莉丹崔传勇王云鹏李鹏廷大连理工大学材料科学与工程学院大连116024 大连理工大学辽宁省载能束冶金及先进材料制备重点实验室大连116024 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心沈阳110016

高合金化的变形高温合金铸态组织存在微观偏析较大、组织均匀性差等问题,严重影响了其后续热加工性能。为了优化变形高温合金的铸态组织,采用电子束熔炼(EBS)法熔炼GH4068合金,采用不同EBS功率熔炼10 min制备低偏析的GH4068合金铸锭。... 详细信息

高合金化的变形高温合金铸态组织存在微观偏析较大、组织均匀性差等问题,严重影响了其后续热加工性能。为了优化变形高温合金的铸态组织,采用电子束熔炼(EBS)法熔炼GH4068合金,采用不同EBS功率熔炼10 min制备低偏析的GH4068合金铸锭。结果表明:经过EBS熔炼后的铸锭底部为细晶区,仅存在胞状偏析和胞状树枝晶,中部较大区域为竖直生长的柱状晶区,二次枝晶生长方向与柱状晶生长方向平行,顶部存在少量等轴晶,枝晶生长方向较为杂乱。成分分析表明,合金中Cr元素挥发最为明显,当EBS功率为17 kW时,其含量降低1.97%。EBS较传统真空感应熔炼(VIM)+电渣重熔熔炼(ESR)双联工艺所制备的铸锭组织更为均匀,当EBS功率为12 kW时,二次枝晶间距λ_(2)为44.6μm,与双联工艺相比,λ_(2)减小了32.2%,铸锭枝晶区微观偏析程度明显降低,典型易偏析元素Ti和W的微观偏析程度分别降低了20.4%和18.6%。枝晶间γ′相尺寸较大、呈块状析出,而枝晶干的γ′相呈球状且尺寸较枝晶间更为均匀细小,在EBS功率为12 kW时所制备铸锭的γ′相尺寸最小且枝晶间不规则γ′相最少。在EBS过程中,熔体的实际温度远高于合金的熔化温度,熔体经过过热处理后团簇结构有效分解,元素分布更为均匀,在凝固过程中过冷度增加,熔体的均匀性遗传到凝固组织中使铸态组织细化,微观偏析程度降低。同时,在EBS过程中,由于电子束在熔池表面的轰击产生局部高温,能够有效降低合金中的N含量。

关键词：电子束熔炼高温合金枝晶组织微观偏析

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肺炎克雷伯菌噬菌体裂解酶的研究进展

中国抗生素杂志 2024年第2期49卷 121-127页

作者：柳知君李晓宇徐永平尹家俊吴惧王丽丽大连理工大学生物工程学院大连116024

随着耐药性肺炎克雷伯菌的增多,噬菌体的潜力逐步被发掘。裂解酶在噬菌体裂解宿主菌时起到了重要作用,作为外源纯化蛋白使用时,防控效果更为显著。现有研究中,针对革兰阳性菌噬菌体裂解酶的表达更多,因其不具有革兰阴性菌细胞壁外层的... 详细信息

随着耐药性肺炎克雷伯菌的增多,噬菌体的潜力逐步被发掘。裂解酶在噬菌体裂解宿主菌时起到了重要作用,作为外源纯化蛋白使用时,防控效果更为显著。现有研究中,针对革兰阳性菌噬菌体裂解酶的表达更多,因其不具有革兰阴性菌细胞壁外层的肽聚糖层,而对肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、大肠埃希菌等革兰阴性菌的噬菌体裂解酶研究仍较为罕见。但已有研究表明,多种策略可以克服其肽聚糖层带来的阻碍。本文主要综述了近年来用于防控肺炎克雷伯菌的噬菌体裂解酶及其作用机制和防控优势,旨对其后续研究提供思路。

关键词：裂解酶肺炎克雷伯菌革兰阴性菌噬菌体

DZ411合金长期时效后γ'相演变的非线性超声表征

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材料工程 2024年

作者：杨罡正亮李萍曹铁山赵杰大连理工大学材料科学与工程学院

为了探索非线性超声方法在定向凝固镍基高温合金时效组织演变中应用的可行性，以DZ411定向凝固镍基高温合金为研究对象，利用非线性超声检测技术，结合扫描电子显微镜与X射线衍射分析等组织分析手段，对不同时效状态下的DZ411合金进行... 详细信息

为了探索非线性超声方法在定向凝固镍基高温合金时效组织演变中应用的可行性，以DZ411定向凝固镍基高温合金为研究对象，利用非线性超声检测技术，结合扫描电子显微镜与X射线衍射分析等组织分析手段，对不同时效状态下的DZ411合金进行微观形貌观察、γ’相定量表征、非线性超声检测和晶格错配度分析等，探讨非线性超声系数与组织演变定量参数之间的相关性。结果表明：随着时效时间的延长，γ’相的尺寸逐渐增大，形状由立方状向类球状转变，立方度下降，粒子密度减小，归一化非线性超声系数呈指数规律单调递增；非线性超声系数与晶格错配度、γ’相等效直径呈现正相关，与面积分数呈现负相关。分析认为上述现象的产生归因于：时效过程中，由于发生合金元素的充分扩散和两相界面处溶质原子再分配，使得γ’相长大及两相共格界面处的晶格应变增大，所形成的局部应力应变场进一步干扰超声波传播特性，加剧两相界面处的超声波畸变，从而促进谐波成分的产生和非线性效应的增强。

关键词：镍基高温合金时效处理定量表征非线性超声晶格错配度

低温轧制对高强高导Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金性能及析出行为的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 405-416页

作者：李龙健李仁庚张家郡曹兴豪康慧君王同敏大连理工大学材料科学与工程学院辽宁省凝固控制与数字化制备技术重点实验室大连116024 南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心南京210009

随着现代工业中交通、电气、航空航天、电子等领域的快速发展,对铜合金的性能要求越来越高。强度和导电率是相互矛盾的性质,实现铜合金兼具高强度和高导电率是现代铜工业发展的重要课题。采用真空熔炼、低温轧制、时效处理等工艺制备了C... 详细信息

随着现代工业中交通、电气、航空航天、电子等领域的快速发展,对铜合金的性能要求越来越高。强度和导电率是相互矛盾的性质,实现铜合金兼具高强度和高导电率是现代铜工业发展的重要课题。采用真空熔炼、低温轧制、时效处理等工艺制备了Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb(质量分数,%)合金,研究了低温轧制对Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金显微组织、力学性能和导电性能的影响,分析了时效工艺对析出相种类、形貌和分布的影响。结果表明,Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金主要由Cr相、富Zr相、Cr2Nb相及Cu基体相组成。450℃短时(30 min)时效后Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金即可析出纳米级fcc结构的Cr析出相,在长时间(300 min)时效后,会形成bcc结构的Cr析出相。Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金经过低温轧制和时效处理后,在Cu基体中形成了纳米析出相、纳米变形孪晶和位错等混合组织并获得了优异的综合性能。低温轧制Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金450℃时效30 min后,抗拉强度为700 MPa,导电率为73.29%IACS;450℃时效300 min后,导电率可达79.81%IACS,此时,抗拉强度、屈服强度和硬度分别为646 MPa、606 MPa和212 HV。结合实验结果和对强度贡献计算表明,位错强化和析出强化是Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金的主要强化机制。

关键词： Cu-1Cr-0.2Zr-0.25Nb合金低温轧制析出相强度导电率

硬化性腺病和浸润性导管癌组织的Mueller矩阵表征

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中国激光 2024年

作者：褚金奎丁晓涵陈永台黄波蒋冰辛本达大连理工大学附属肿瘤医院中国医科大学肿瘤医院辽宁省肿瘤医院病理科之江实验室前沿基础研究中心大连理工大学机械工程学院

Mueller矩阵偏振成像方法相比于传统的非偏振光学探测手段能体现生物组织更丰富的微观结构信息，在生物组织病变检测方面体现了巨大的应用潜力。本文以临床上容易误诊的乳腺硬化性腺病和早期浸润性导管癌组织为研究对象，采用Mueller矩... 详细信息

Mueller矩阵偏振成像方法相比于传统的非偏振光学探测手段能体现生物组织更丰富的微观结构信息，在生物组织病变检测方面体现了巨大的应用潜力。本文以临床上容易误诊的乳腺硬化性腺病和早期浸润性导管癌组织为研究对象，采用Mueller矩阵极化分解和变换方法提取了Mueller矩阵参数，利用最小包围球从分布范围的角度研究了Mueller矩阵参数在纤维化间质和细胞核两种不同结构下对两种疾病差异的表征效果。研究发现，在纤维化间质区域，Mueller矩阵分解参数R和R、θ、ψ，δ、θ、ψ，R、δ、ψ三种参数组合对两种疾病差异体现了较好的表征效果，四种表征参数下的最小包围球相对半径差依次为68.77%、61.33%、61.09%和61.04%。在细胞核区域，Mueller矩阵分解参数Δ及Δ、δ、θ参数组合对两种疾病差异体现了较好的表征效果，两种表征参数下的最小包围球相对半径差分别为57.36%和49.35%。结果表明，Mueller矩阵参数可用于对两种疾病差异的表征，为发展针对两种疾病的临床鉴别手段提供了参考。

关键词：生物医学偏振成像探测 Mueller矩阵参数硬化性腺病浸润性导管癌