组织工程细胞支架及其细胞亲和性改进研究进展

综述近年来组织工程中有关细胞在材料上粘附的机理研究并从生物学观点和材料观点来分析影响细胞亲和性的因素,介绍了目前研究中的改性生物医学材料细胞亲和性的研究方法,并对今后的研究提出了建议。     

基于DNA纳米结构的细胞间相互作用的调控

细胞通过化学信号、 电子交换和直接接触等方式交换彼此之间的物质和信息, 以调节生命体的生长发育. 因此, 细胞间的相互作用研究与调控在细胞功能的机制研究和疾病的诊断及治疗等领域具有非常重要的意义. DNA纳米结构具有易合成、 易修饰、 可编程性设计及生物安全性高等优点, 有望实现操作简单、 精确可调、 智能响应的细胞间相互作用调控, 受到了广泛关注. 本文综述了寡核苷酸链杂交、 受体-配体结合和核酸适体靶向识别等基于DNA纳米结构的细胞组装策略, 总结了pH调控、 金属离子调控和DNA链激活等细胞间相互作用的调控手段, 并重点介绍了其在细胞间作用力的测量和成像、 体外组织模型的构建、 细胞间的通讯交流和细胞免疫治疗等领域的应用. 最后对该领域进行了总结和展望, 希望为相关研究提供有益参考.     

皮肤组织工程支架材料的研究进展

皮肤组织工程支架为种子细胞提供粘附、生长、增殖和代谢的环境,并起支撑和模板作用,引导组织再生和控制组织结构,是人工皮肤的重要组成部分。探索理想的支架材料是当前皮肤组织工程领域的热点,本文综述了近年来皮肤组织工程支架材料的国内外研究进展,包括天然支架材料、合成支架材料和复合支架材料三大类,全面探讨了皮肤组织工程支架材料的制备方法及应用情况,本文还分析了皮肤组织工程支架材料存在的一些问题,并对其未来的发展进行了展望。     

组织工程血管支架制备工艺的研究进展

血管疾病近年来成为世界范围内主要致死原因,由于自体血管的供给不足及异体血管存在免疫排斥性,使组织工程血管的构建成为国内外研究的热点。在组织工程血管的构建中,不但要考虑材料的选择、支架表面修饰等问题,还要考虑制备工艺,以满足临床血管使用的各种性能要求。目前,组织工程管状支架的制备工艺主要有静电纺丝技术、热致相分离技术、自组装技术、快速成型技术、凝胶纺丝技术等。本文重点对国内外组织工程血管支架制备工艺技术的研究进展进行了评述。     

纳米粒子与细胞相互作用的力学-化学偶联研究进展

纳米粒子在生物医学和大气环境领域的广泛研究使得其生物安全性越来越受到重视。目前已经有许多研究关注纳米粒子与细胞的相互作用及细胞毒性问题。本综述从细胞力学-化学偶联的角度总结了近五年来有关纳米粒子与细胞相互作用的研究进展。首先介绍了与细胞力学-化学偶联性质相关的分子基础以及目前检测细胞机械性质的纳米技术,然后重点讨论了纳米粒子对细胞粘附、骨架、刚度和迁移性质的影响。在此基础上,进一步指出了纳米生物力学-化学偶联的挑战与展望。     

聚乳酸组织工程支架结构的精密调控

采用糖球模板法结合热致相分离技术,制备了孔径尺寸、内连通度及孔隙率高度可控的左旋聚乳酸(PLLA)支架材料,并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)以及示差扫描量热法(DSC)对其空间结构及性能进行了系统研究.支架材料孔径从50μm到800μm及内连通孔径从10μm到200μm连续可调,微观孔壁结构根据不同溶剂可形成各异的微纳米结构.支架的制备对PLLA化学结构无显著影响,但相分离过程会不同程度地降低PLLA的结晶度.     

拓扑绝缘体二维纳米结构与器件

拓扑绝缘体是一种全新的量子功能材料, 具有绝缘性体能带结构和受时间反演对称性保护的自旋分辨的金属表面态, 属于Dirac 粒子系统, 将在新原理纳电子器件、自旋器件、量子计算、表面催化和清洁能源等方面有广泛的应用前景. 理论和实验相继证实Sb₂Te₃, Bi₂Se₃和Bi₂Te₃单晶具有较大的体能隙和单一Dirac 锥表面态, 已经迅速成为了拓扑绝缘体研究中的热点材料. 然而, 利用传统的高温烧结法所制成的拓扑绝缘体单晶块体样品常存在大量本征缺陷并被严重掺杂, 拓扑表面态的新奇性质很容易被体载流子掩盖. 拓扑绝缘体二维纳米结构具有超高比表面积和能带结构的可调控性, 能显著降低体态载流子的比例和凸显拓扑表面态, 并易于制备高结晶质量的单晶样品, 各种低维异质结构以及平面器件. 近年来, 我们一直致力于发展拓扑绝缘体二维纳米结构的控制生长方法和物性研究. 我们发展了拓扑绝缘体二维纳米结构的范德华外延方法, 实现了高质量大比表面积的拓扑绝缘体二维纳米结构的可控制备, 并实现了定点与定向的表面生长. 开展拓扑绝缘体二维纳米结构的谱学研究, 利用角分辨光电子能谱直接观察到拓扑绝缘体狄拉克锥形的表面电子能带结构, 发现了拉曼强度与位移随层数的依赖关系. 设计并构建拓扑绝缘体纳米结构器件, 系统研究其新奇物性, 观测到拓扑绝缘体Bi₂Se₃表面态的Aharonov-Bohm (AB)量子干涉效应等新奇量子现象, 通过栅电压实现了拓扑绝缘体纳米薄片化学势的调控, 并将拓扑绝缘体纳米结构应用于柔性透明导电薄膜. 本文首先简单介绍拓扑绝缘体的发展现状, 然后系统介绍我们开展的拓扑绝缘体二维纳米结构的范德华外延生长、谱学、电学输运特性以及透明柔性导电薄膜应用的研究, 最后对该领域所面临的机遇和挑战进行简要的展望.     

纳米颗粒与蛋白质分子的相互作用

纳米技术的快速发展和广泛应用前景,引起了人们对纳米生物效应和安全性问题的普遍关注。为保证纳米技术的健康持续发展,纳米颗粒与生物体的相互作用以及产生的生物学效应不容忽视。为充分了解纳米颗粒物产生的生物学效应,阐明纳米颗粒如何进入生物体以及与生物体相互作用的分子过程至关重要。在总结国内外相关研究的基础上,本文介绍了纳米颗粒进入机体的主要途径,并系统综述了纳米颗粒与蛋白质分子的相互作用及其表征方法,以及纳米颗粒与蛋白质相互作用对蛋白质结构功能和纳米颗粒生物效应的影响。     

聚乳酸组织工程支架材料

综述了生物活性因子固定化的聚乳酸-聚氨基酸衍生物共聚物和通过亲-疏水性设计的众多聚乳酸-聚氧化乙烯（PLA-PEO）共聚物的研究进展。展现了其在组织工程材料,药物控释体系和其他生物医用材料中的广泛应用前景。     

可降解聚氨酯型组织工程多孔支架材料的制备

本文在可降解型聚氨酯分子设计,聚氨酯型组织工程支架制备方法,可降解聚氨酯多孔支架的生物学性能及可降解聚氨酯多孔支架在组织工程中的应用等几个方面对可降解聚氨酯型组织工程支架的最新研究进展作了综述。重点讨论了静电纺丝、冷冻干燥、相分离等几种聚氨酯多孔支架制备方法以及聚氨酯型组织工程支架的生物降解性质、生长因子嵌入、生物力学性能、生物相容性等生物学性能。目前的研究表明通过聚氨酯分子设计与各种支架制备方法结合可制得满足各种生物学性能的支架材料且这类材料已被证实在血管、软骨、硬质骨等各类组织工程中有重要的应用价值。但如何进一步提高聚氨酯支架材料的力学强度以使其能更好地与硬组织的力学性能相匹配以及如何降低或消除聚氨酯对人体的毒性仍是需要进一步研究的问题。     

组织工程用可生物降解聚合物多孔支架制备方法研究进展

可生物降解高分子多孔支架已广泛用作各种再生新组织模板,组织工程要求支架要有着良好的相互连通、高度开放的多孔结构,以实现细胞的增殖和分化。因此,如何把材料加工成满足生物体要求的结构至关重要。本文对最近几年组织工程用高孔隙率三维支架的制备方法进行了综述,并指出了各种方法的优缺点,展望了可降解高分子支架制备方法的发展前景。     

纳米金属铜与纳米氧化锌之间相互作用的EPR和XPS研究

由于纳米材料独特的表面效应、电子效应及量子尺寸效应 ,已被广泛应用于各个领域 .有关纳米材料研究的报道很多 [1～ 7] ,大部分是关于纳米材料的制备[1～ 4 ] 及其特性研究 .对于纳米金属及纳米氧化物之间相互作用的研究迄今尚未见报道 .本文采用超声分散和机械研磨法物理混合纳米金属铜粉和纳米氧化锌 ,借助 EPR和 XPS技术对样品进行了表征 ,发现混合体系出现了 Cu2 + 的顺磁信号 ,Zn L3M4 5M4 5俄歇动能和 O1s的电子结合能亦发生了变化 ,表明纳米 Cu0 和纳米 Zn O之间存在相互作用 ,作用形式为 Cu— O—Zn.1　实验部分1 .1　样品…     

粒子沥滤法制备组织工程用多孔支架的研究进展

粒子沥滤法作为常用的制备组织工程支架的方法,这种方法对实验设备和实验条件要求较低,孔隙率、孔径可控。但传统的溶液浇铸/粒子沥滤法也存在一些缺点,只适合制备薄层支架,孔-孔连通性不好,聚合物有可能保留致孔剂和/或有毒溶剂。本文总结了近几年科研工作者对这种方法所进行的改进工作,并探讨了改进的效果和不足。     

组织工程三维多孔支架的制备方法和技术进展

组织工程的关键技术之一在于将具有良好生物相容性和生物降解吸收性能的生物材料制备成具有特定形状和相连孔结构的三维多孔细胞支架（细胞外基质替代物）。本文着眼于多孔支架制备方法分别与多孔支架孔结构和外形的内在联系，从致孔和外形成型两个层次对组织工程多孔支架的制备方法和技术新近的研究进展进行了综述。     

生物材料与细胞相互作用及表面修饰

生物材料用作人工细胞外基质(ECMs)在组织工程中起重要作用。生物材料表面的拓扑结构、亲水／疏水平衡、自由能、电荷状况、化学基团和生物特异性识别对材料／细胞相互作用有较大影响。生物材料表面与细胞的相互作用主要是细胞膜表面受体与生物材料表面配体间的相互分子识别,因此采用仿生修饰生物材料表面以提高细胞亲和性和特异性识别。本文对生物材料与细胞相互作用及表面修饰的技术方法进行了介绍。     

多孔脂肪族聚酯组织工程支架的制备方法及改进

生物可降解人工合成脂肪族聚酯类聚合物支架已广泛应用于组织工程中,人们开发了多种方法制备多孔PLLA、PGA及其共聚物支架,并通过对这些方法的改进或多种方法的结合提高孔隙率,改善孔结构。本文介绍了这些制备方法及其改进措施的研究进展。     

金纳米粒子与单链DNA的相互作用

研究了金纳米粒子与单链DNA在不同pH值时的相互作用以及金纳米粒子与不同碱基序列单链DNA的相互作用. 结果表明, 在pH为12.6的强碱性条件下, 单链DNA能使金纳米粒子稳定分散在溶液中; 在pH为1.4的强酸性条件下, 单链DNA能保护金纳米粒子不发生融合, 而只发生团聚, 且团聚现象具有可逆性. 不同寡核苷酸对金纳米粒子的亲和力按poly dA>poly dC>poly dT的顺序依次减弱. 单链DNA对纳米金的保护作用强度与单链DNA的长度成正比.     

CdS纳米晶与多肽相互作用研究

研究了半导体CdS纳米晶的表面功能化及荧光光谱特性,并利用静电/配位自组装方法实现了多肽和CdS纳米晶的生物无机偶联,研究了纳米晶多肽偶联体系的荧光光谱以及多肽与CdS纳米晶之间的相互作用.结果表明:含巯基多肽对CdS纳米晶表面形成完善包覆,消除CdS纳米晶表面缺陷,使CdS纳米晶荧光增强;含端氨基多肽使CdS纳米晶荧光出现先升后降趋势;其余不含巯基和氨基的多肽均猝灭CdS纳米晶荧光,猝灭机制属于形成化合物所引起的静态猝灭,它们的结合常数约为2×104,结合位点数约为0.87～1.00.     

组织工程用水凝胶材料

综述了目前用于组织工程支架材料的水凝胶,包括胶原和明胶、透明质酸盐、海藻酸盐,琼脂糖和壳聚糖等天然水凝胶,聚丙烯酸及其衍生物、聚氧化乙烯及其衍生共聚物、聚乙烯醇、聚磷腈和合成多肽等合成水凝胶,并介绍了可注射性组织工程水凝胶。     

纳米雄黄与脂质体仿生膜的相互作用研究

本工作以卵磷脂与胆固醇组成的磷脂小单层脂质体（small unilamelarvesicles,suv）作为仿生膜的简单模型,采用表面等离子共振技术（SPR）、荧光偏振、拉曼（Raman）光谱、核磁共振（NMR）及原子力显微镜（AFM）研究纳米雄黄与SUV仿生膜的相互作用,证实了磷脂是纳米雄黄作用的关键靶分子．随纳米雄黄结合,SUV仿生膜的相对粘度聃值增大,膜的流动性减小．Raman光谱数据计算表明,作用后膜的纵向有序性参数s。。及横向有序性参数Slat值增大,说明纳米雄黄的结合使磷脂膜的脂酰基链全反式构型比例上升,膜的流动性减小．由Raman光谱和引PNMR结果推测,磷脂极性头部是纳米雄黄与磷脂的主要结合位点。AFM实时观测,纳米雄黄通过在膜表面打“孔”或“洞”的方式,损坏磷脂膜．