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简介：体内大多数组织由多种细胞组成，且这些细胞及其分泌的细胞外基质在组织中有序排列，以发挥特定的组织功能。随着组织工程和再生医学的不断发展，研究者们一直致力于在体外模拟和重建这些复杂的组织结构，其中图案化组织工程支架在调控细胞形态、细胞分布和多细胞共培养等作用明显。静电纺纤维支架具有高的比表面积和类似于细胞外基质的结构，作为组织工程支架具有很大的优势。但目前将图案化技术与电纺技术结合起来构建图案化纤维支架，并调控不同种类细胞的空间分布、重建组织结构微环境的研究仍较少。据此，本论文设计了光刻掩模，运用光刻和磁控溅射工艺制得图案化接收板，采用普通静电纺丝设备获得了图案化纤维支架。为模拟肝小叶和心肌片层的结构，通过图案化纤维支架分别实现了肝细胞和肝组织中其他相关细胞、心肌细胞和心肌组织中其他相关细胞的共培养，较好地维持了肝细胞和心肌细胞的活力。在此基础上，将图案化共培养肝细胞体系、心肌细胞体系作为药物代谢和药物筛选的体外模型，显示出较好的体外和体内结果相关性。利用光刻和磁控溅射工艺制得了图案化接收板，结合普通静电纺丝设备制备了图案化纤维膜，方法简单，操作性强图案的形状、尺寸和排列方式可控制得的图案化纤维膜沟脊结构明显，图案区域的纤维具有较高的定向性。成纤维细胞在不同尺寸的图案化纤维支架上培养，发现支架能有效调节细胞的空间分布，使其在预定的图案区域生长，并渗透进入纤维支架内部同时细胞沿纤维取向生长，分泌的细胞外基质呈现定向分布等特征。合成了乳糖改性聚乳酸，发现混纺比例为5∶5的乳糖改性聚乳酸聚乳酸聚乙二醇嵌段共聚物PELA复合支架能有效维持肝细胞的活力和功能，原代肝细胞形成了直径约为60ΜM的肝细胞球体。将原代肝细胞和成纤维细胞分别接种在上述复合纤维、PELA纤维的图案化支架上，通过图案化纤维的层层锲合，实现了两种细胞的共培养。在15天的培养中，与肝细胞单独培养相比，共培养肝细胞能较好地维持肝细胞活力、白蛋白分泌、尿素合成和P450酶活力等。在此基础上，将原代肝细胞、成纤维细胞和内皮细胞分别接种于三种不同的图案化纤维支架中，通过层层锲合组装的方式，成功构建了类似体内肝小叶的基质结构。三种细胞的生长状态较好，均能分泌各自的特征性蛋白，肝细胞球体内生成了胆小管，成纤维细胞渗透生长进入图案化纤维支架内部，内皮细胞表现出较好的毛细血管生成能力。以7苄氧基4三氟甲基香豆素、7甲氧基4三氟甲基香豆素和7羟基香豆素等作为底物，检测了图案化共培养肝细胞中药物代谢相关酶的活性，发现共培养肝细胞中CYP3A4、CYP2C9及II相代谢酶的活力均能维持在较高水平。采用咪达唑仑、睾酮、甲苯磺丁脲、华法林和对乙酰氨基酚药物等研究了共培养肝细胞的药物代谢行为，发现上述药物在共培养体系中的代谢清除率接近体内数据，说明能较准确地反映体内肝脏的药物代谢情况。以利福平和谷胱甘肽作为诱导剂，酮康唑和丙磺舒作为抑制剂，证明了共培养肝细胞能敏感地响应药物的诱导和抑制作用。上述结果显示出图案化共培养肝细胞体系适合在体外进行药物代谢和毒性的评价。制备了PELA碳纳米管的图案化纤维支架，纤维呈现核壳结构，具有一定的导电性。在图案纤维支架上接种原代心肌细胞、原代心肌成纤维细胞，将内皮细胞接种到PELA图案纤维支架上，通过图案化纤维的层层锲合组装，构建了心肌细胞平面共培养的微环境。该体系不仅模拟了心肌组织中不同细胞的排列分布，更表现出与体内心肌相似的生物化学和电生理特性。针对目前组织工程化心肌的厚度不够，为了使所培养的心肌细胞更接近于体内的三维结构，设计了具有众多孔道结构的图案化纤维支架，并模拟心肌细胞在体内生长所需的力学微环境，构建了三维心肌组织，三种细胞均能较好地生长，共培养心肌细胞能长时间维持自发的跳动，孔道结构促进了细胞在支架内部的渗透生长和排列，内皮细胞也表现出了血管化能力。采用实时拍摄记录共培养支架上心肌细胞的搏动信号，在体外构建的共培养心肌细胞体系开展了药物筛选的研究。通过观察奎尼丁、红霉素和甲磺胺心定等对心肌细胞的作用效果和起效时间，对比体内和体外测定的半效应浓度EC50值，发现共培养心肌细胞能准确地反映药物在体内作用的量效和时效关系。进一步通过氟哌啶醇的多次药物洗脱实验，验证了共培养心肌细胞体系在药物筛选中表现出的相关性、快速性、重复性、稳定性和灵敏性。综上所述，本论文系统地研究了三维微图案纤维支架的构建、原代肝细胞共培养体系、原代心肌细胞共培养体系，在体外获得了接近于体内组织的生理结构和功能，并应用于肝药物代谢及心肌药物筛选，为药物研究和应用提供了有效的体外筛选手段。

简介：在众多的避孕方法中，宫内节育器IUD由于具有长效、安全、简便、可逆、经济等特点，因而成为世界上特别是中国的广大育龄女性广泛使用的一种节育器具。在我国已婚育龄妇女中，应用IUD进行避孕者达40﹪以上。现在广泛使用的含铜IUD还存在如疼痛、出血和月经紊乱等副作用，这些副作用与现有含铜IUD存在的缺陷有关。这些缺陷主要是置入初期铜离子存在“爆释”、金属铜与子宫内膜直接接触、金属铜的有效利用率不高、金属铜表面会变粗糙和沉积坚硬沉积物等等。为解决这些问题，研制了一种全新的IUD材料即聚合物基纳米金属复合材料，这是目前为止世界上第一个将聚合物基纳米金属复合材料应用于计划生育领域所进行的研究工作。本文选用低密度聚乙烯LDPE为基体材料、纳米铜NANOCU颗粒为活性物质，采用熔融共混法成功制备出了CULDPE纳米复合材料，并对其组织结构、非等温结晶行为、热稳定性与力学性能、吸水性能、释放性能及自洁功能等进行了研究。对组织结构的研究表明，CULDPE纳米复合材料是LDPE和NANOCU颗粒的一种简单混合物，虽然NANOCU颗粒在基体中存在团聚等现象，但总体上分布是均匀的，并且加入的NANOCU颗粒对纳米复合材料聚合物基体的结晶有显著影响而导致其具有不同于纯LDPE的结晶形态。对非等温结晶行为的研究表明随着NANOCU含量的增加，纳米复合材料的融化温度降低、结晶温度升高、结晶度减小；随着冷却速率的增大，纯LDPE和纳米复合材料的结晶温度范围都明显增大、结晶温度降低，且在各种冷却速率下纳米复合材料的结晶温度都高于纯LDPE。说明加入的NANOCU在增大聚合物基体结晶的形核率的同时，也阻碍了分子链的运动而减小了晶体的生长速率；对热稳定性和力学性能的研究表明纳米复合材料的热稳定性好于纯LDPE而又不同于微米复合材料，它随着NANOCU含量的增加而急剧增加，在2WT﹪时达到高于纯LDPE18℃左右的峰值，以后随着又NANOCU含量的增加逐渐降低，而微米复合材料的热稳定性在微米铜MICROCU含量为6WT﹪时才达到峰值且以后不再随含量增加而改变。这种差异与不同尺寸的铜颗粒对聚合物基体分解产物挥发的阻碍作用不同、以及NANOCU的尺寸效应导致它与聚合物基体之间的界面作用远远大于微米颗粒有关；CULDPE纳米复合材料的抗拉强度小于纯LDPE并随着其中铜含量的增加而降低，这与NANOCU的加入减少了复合材料横断面上聚合物基体的有效承载面积率有关。另外，纳米复合材料由于轴向的聚合物基体仍然连成一片而具有相当好的塑性，它在长期浸泡释放出铜离子后因基体中的应力集中得到释放而具有更好的力学性能；对吸水性能的研究表明纳米复合材料具有良好的吸水能力，并随NANOCU含量的增加而显著增加，在铜含量为25WT﹪时，纳米复合材料的吸水能力是微米复合材料的436倍、是纯LDPE的183倍；其吸水过程遵循经典的扩散理论即菲克定律，并且理论数据与实测数据能够很好地吻合；在复合材料具有良好吸水能力的多方面原因中，NANOCU的尺寸效应是最重要的影响因素。对释放性能的研究表明纳米复合材料完全能够克服现有含铜IUD的“爆释”现象而实现铜离子的持续而平稳释放；热加工工艺对材料的释放性能有不同的影响纳米复合材料的铜离子释放速率随着NANOCU含量的增加而增大，与热加工温度没有多少关系，与热加工压力有关但规律不明确，有待进一步跟踪分析；对在模拟宫腔液中浸泡两年的现有含铜IUD的铜套、聚乙烯支架和新型IUD材料试样的表面形貌、沉积物等的对比分析表明纳米复合材料不同于IUD的铜套而类似于聚乙烯支架，在其表面没有发现P、CA等其它元素沉积。纳米复合材料表面能够保持清洁的根本原因在于它与宫腔液接触的绝大部分是憎水性的聚乙烯基体，而聚乙烯表面对金属铜在宫腔液中的亲水性腐蚀产物的黏附能力非常差。这些研究结果都表明，CULDPE纳米复合材料完全可作为一种新型的IUD材料，并且能够通过组织结构和制备工艺参数等的调整而实现铜离子释放的可控、可设计；材料的铜离子可控释放与独特的表面自洁等功能，使其在保证避孕效果的同时还可以大幅度减轻现有含铜IUD的各种副作用。

简介：蓝铜蛋白RUSTICYANIN是第Ⅰ类铜蛋白家族成员，是氧化亚铁硫杆菌中铁呼吸电子链中重要的组分。该蛋白分子内的铜原子与CYS138，HIS85、HIS143以强健结合，与MET148以较弱的键结合，形成四面体结构。CYS138和HIS85只是维持铜与蛋白结合的关键位点，MET148位点轴向配体对于氧化还原电子传递有一定的影响，但并不是控制氧化还原反应的关键位点，HIS143位点目前对其的研究还很少，很可能是氧化还原的开关，但目前没有相关文献报道过。本论文从嗜酸亚铁氧化硫杆菌中克隆出蓝铜蛋白基因，构建了蓝铜蛋白重组质粒，并将其在大肠杆菌载体中表达，用亲和一步层析方法纯化。光谱学数据表明其能够和IRO蛋白发生反应，证明了目前亚铁氧化系统电子传递的途径IRO和蓝铜蛋白之间发生了电子传递。本论文构建了HIS143位点的定点突变质粒，并将其在大肠杆菌中表达用镍柱纯化。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳，光谱学数据确定143位点是蓝铜蛋白与外界电子传递的关键位点，移除其结构上与铜连接的咪唑基团导致结合的铜减少，若继续在咪唑溶液中孵育则蓝铜突变蛋白活性有所增加。分子结构模型证明若将咪唑基团突变后，铜离子就暴露下溶液环境中，外面的溶剂很容易进去到四面棱形结构里导致铜离子结构瓦解，电子不发生传递。因此HIS143位点是蓝铜蛋白电子传递的关键部位。

简介：目的作为听觉传导通路的第一级神经元，螺旋神经元（SPIRALGANGLIONNEURON）接受来自脑干听觉核团橄榄耳蜗核的外侧橄榄耳蜗传出系统神经纤维的支配和调控（GABA是其主要神经递质），同时接受来自颈交感神经节（颈上神经节和星状神经节）的纤维支配（NADRENALINE是其主要神经递质），但来自交感系统的纤维对耳蜗SGN电活动的调控机制尚不清楚。本课题主要研究交感纤维神经递质NADRENALINE对GABA在SGN诱发电流的影响及其胞内机制，以探讨交感系统调控SGN电活动进而调控听觉的可能机制。方法1、体外培养SGN细胞并进行形态和生理特性鉴定对出生后0～5D的SD大鼠的螺旋神经节细胞进行酶解分离与培养。用荧光倒置相差显微镜观察培养SGN细胞的活力以及生长与分化过程。应用免疫荧光染色方法对SGN进行免疫细胞化学染色鉴定。建立穿孔膜片钳记录SGN电生理的技术方法并记录SGN基本电生理特性。2、NA对GABA诱发SGN电流的作用利用穿孔膜片钳技术，观察去甲肾上腺素（NADRENALINENA）对培养SGNGABA诱发电流的作用，以及介导NA调控SGNGABA电流的肾上腺素受体和NA调控SGNGABA电流的胞内分子机制。结果1、新生SD大鼠SGN在酶解分离、体外培养条件下，可获得良好的细胞形态及表形分化，表现出稳定的神经元可塑性。本培养条件下细胞可存活7～10D。接种6H后，部分细胞贴壁，有少部分细胞可见小突起，培养12H后贴壁完成并过渡为极性细胞，L8H后贴壁的SGN细胞多呈椭圆形，胞膜清晰、胞浆匀质、折光性好，胞体透明，周围有明显的光晕。24H后，大多数SGN呈双极神经元形态，胞体两极伸出神经元突起，长的达胞体的4～5倍，短的达胞体的2～4倍。SGN可以直接贴附于多聚赖氨酸基质表面生长亦可附着在成纤维细胞形成的单层细胞“毯”的表面生长。48～72H后细胞进一步分化，神经细胞突起可为胞体的7～8倍。7D后细胞逐渐退变直至凋亡。除神经细胞外，胶质细胞、雪旺细胞多呈扁平、多角形或长梭形，比神经细胞胞体大，胞膜不清晰，无光晕。NEUN免疫细胞化学染色，SGN全细胞着色，呈绿色，椭圆形胞体和神经突起十分清晰，表明具有神经元的特征。2、NA可逆性抑制GABA在培养SGN细胞上诱发的电流反应，这种抑制作用具有浓度依赖型，且不影响GABA的反转电位和GABA与其受体的亲和力。Α1肾上腺素受体拮抗剂哌唑嗪（PRA），能轻微阻断NA对IGABA的抑制效应Α2肾上腺素受体激动剂可乐定（CLO）和拮抗剂育亨宾YOH能分别模拟和阻断NA对GABA的作用。而Β肾上腺素受体激动剂异丙肾上腺素（ISO）不能模拟NA对IGABA的抑制效应。百日咳毒素（IAP）敏感的G蛋白参与了NA对SGNIGABA抑制性调控。NA对SGNIGABA的抑制作用是由蛋白激酶A（PKA）相关的胞内信号转导机制介导的，蛋白激酶A抑制剂H89能模拟NA对GABA的作用，在加入CAMP和蛋白激酶A激动剂时NA对IGABA的作用消失，但是在加入蛋白激酶C的激动剂PMA和抑制剂白屈菜赤碱（CHE）时的，NA仍可抑制SGNIGABA。结论1、培养新生大鼠SGN细胞的方法可获得良好状态的SGN细胞，SGN存活细胞的数量和周期可以满足体外穿孔膜片钳电生理实验的需要。2、穿孔膜片钳电生理结果表明NA对SGN细胞GABA电流的抑制作用是由Α2肾上腺素受体介导的，Α2肾上腺素受体激活后可通过抑制腺苷酸环化酶减少胞内CAMP含量，降低PKA活性，进而导致GABA对SGN的抑制作用减弱。表明源于交感系统的NA可通过抑制GABA反应来调控SGN的听觉信息传递。

简介：水凝胶拥有与天然关节软骨相似的三维多孔网络结构、高含水量以及良好的生物相容性，被认为是很有潜力的软骨修复材料。关节软骨长期在高的交变生理冲击、复杂多向运动和高载摩擦磨损等苛刻环境工作，研究满足生物力学和摩擦学性能要求的新型水凝胶软骨是一项具有挑战的科学与技术问题。针对水凝胶材料用作关节软骨材料时力学性能和摩擦学性能方面的不足，本论文采用物理共混、双网络凝胶和纳米填充等方法对PVA水凝胶进行改性，制备出含亲水聚合物聚乙烯吡咯烷酮PVP、丙烯酰胺AAM单体以及不同形态石墨烯包括氧化石墨烯GO、单层石墨烯SG、多层石墨烯MG的PVAPVP复合水凝胶、PVAPAAMIPN水凝胶和PVA石墨烯复合水凝胶材料，并采用不同剂量0200KGY的伽马射线对复合水凝胶材料进行辐照改性。采用SEM、FTIR、XRD、RAMAN光谱、XPS、DSC、TGA等对复合水凝胶的微观结构、形貌、成分、结晶度和热稳定性等进行表征分析，并与天然关节软骨进行对比。研究了PVAPVP复合水凝胶在非渗透压溶液和模拟天然关节软骨内渗透压环境的大分子溶液中的溶胀行为研究了PVA复合水凝胶和天然关节软骨的单轴拉伸和非围限压缩力学行为利用动态力学热分析仪和旋转流变仪测试PVA复合水凝胶的动态力学性能采用压凹蠕变、应力松弛等实验考察了PVA复合水凝胶材料的静态粘弹性能研究了PVAPVP复合水凝胶在大载荷条件下的疲劳行为，分析了水凝胶在疲劳过程中和疲劳测试后的恢复行为。在旋转和往复运动条件下评价了PVA复合水凝胶材料与不同材料配副条件下的静态接触和动态接触摩擦学行为，研究了摩擦运动方式、润滑条件、载荷、滑动速度、摩擦配副直径、配副材料等对PVA复合水凝胶摩擦学性能的影响，探讨水凝胶在不同测试条件下的摩擦润滑机理。阐述了石墨烯在复合水凝胶材料中的锁水和交联作用，并分析石墨烯层数对PVA复合水凝胶力学性能的影响规律。首次提出并验证了Γ射线辐照在复合水凝胶中原位还原氧化石墨烯以及原位修复石墨烯缺陷的设想，并且获得PVA石墨烯复合水凝胶材料力学强度的显著提高。PVAPVP、PVAPAAMIPN、PVA石墨烯复合水凝胶具有与自然关节软骨相似的三维多孔网络结构加入亲水聚合物PVP和AAM以及石墨烯均提高了PVA水凝胶网络的亲水性，将PVA水凝胶的含水量由约81％提高到8490％，水凝胶的多孔结构更加致密。PVP、AAM和石墨烯的加入提高了PVA的结晶度，PVA复合水凝胶的结晶度随AAM含量的升高而下降，随石墨烯含量的增加先升高后降低。与PVP、AAM和石墨烯结合提高了PVA水凝胶的拉伸强度、压缩强度和压缩切线模量。复合水凝胶的拉伸强度随GO含量的增加而先升高后降低，随SG和MG含量的增加而线性升高。当GO含量为015WT％时，PVAGO复合水凝胶的拉伸强度达到最大值142MPA，比纯PVA水凝胶068MPA高109％，与PVASG和PVAMG复合水凝胶129MPA和136MPA相当，低于天然关节软骨317MPA。复合水凝胶的压缩强度随石墨烯含量的增加先升高后降低，当GO含量为010WT％时，PVAGO复合水凝胶压缩强度达到最大值095MPA，与PVASG的压缩强度090MPA相当，高于PVAMG水凝胶。在渗透溶液中溶胀能促进水凝胶结晶化，显著降低溶胀比和平衡含水量，在渗透溶液中溶胀28天后显著提高了水凝胶的压缩切线模量，并将水凝胶的摩擦系数降低50％。添加PVP、AAM以及石墨烯提高了PVA水凝胶的承载能力，PVA复合水凝胶的压凹蠕变变形量由纯PVA的045MM降低到028035MM，接近于软骨的蠕变变形量016MM归一化压缩松弛模量由纯PVA的053提高到了063092添加PVP、AAM和GO将PVA水凝胶的储能模量由012MPA提高到021070MPA，损耗因子由纯PVA的0037分别降低到0035、0010、0007，与天然关节软骨的损耗因子数值相当001010。PVA复合水凝胶在50，000次疲劳循环后其力学性能仍能得到恢复。加入亲水聚合物PVP和AAM基团显著降低了PVA的摩擦系数，当AAM含量为5WT％的PVAPAAMIPN水凝胶与天然关节软骨配副往复运动时，表现出最低的摩擦系数0016。GO通过提高水凝胶的承载能力以及在配副表面形成转移膜而改善PVAGO水凝胶的摩擦性能，GO含量越高，复合水凝胶的摩擦系数越低。随配副球直径的增大，PVAPAAMIPN水凝胶的旋转摩擦系数逐渐减小PVA复合水凝胶在小牛血清润滑下的摩按系数小于去离子水润滑下的摩擦系数值，水凝胶自配副时摩擦系数最高。MG与GO减摩效果优于SG。Γ射线辐照使PVA复合水凝胶的结构更致密，含水量降低，结晶度和热稳定性下降。Γ射线辐照显著提高了PVA复合水凝胶的压缩强度，但对抗拉强度影响不大。对于辐照改性的SG增强PVA复合材料，最佳辐照剂量为100KGY，拉伸强度比纯PVA水凝胶高107％。对于GO和SG增强PVA复合材料，当辐照剂量分别为150KGY和200KGY时，压缩强度分别比纯PVA水凝胶提高了697％287MPA和658％273MPA。辐照提高了复合水凝胶材料的摩擦系数，但随辐照剂量的增加，水凝胶材料的耐磨性提高。

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简介：肿瘤坏死因子ΑTUMMECROSISFACTΑTNFΑ是由激活的单核巨噬细胞产生的一种具有多样生物学活性的细胞因子其最重要的生物学效应之一是对多种肿瘤细胞有杀伤或抑制分裂的作用一、三种TNFΑ基因逆转录病毒载体的构建与表达二、稳定高效表达不同型别TNFΑ的效应细胞和肿瘤细胞株的建立及其体外生物学特性的研究三、三种TNFΑ基因体内抗瘤效应的比较1、裸DNA直接注射2、转染TNFΑ效应细胞过继治疗荷瘤小鼠四、转染三种TNFΑ基因对H22肿瘤细胞体内致瘤能力的影响1在肿瘤早期直接注射TMTNF基因质粒DNA或设计合适的效靶比例回输转染TMTNF基因的效应细胞或控制适当的数量回输转染STNF基因的肿瘤细胞作为瘤苗均可望获得较好的抗瘤疗效2TMTNF的体内杀瘤机制可能不同于STNF前者可能主要通过FAS途径介导瘤细胞凋亡后者则可能通过募集淋巴细胞发挥抗瘤作用

简介：导电聚合物作为生物材料的研究已越来引起人们广泛的重视和研究因为导聚合物具有如下特性导电性、稳定性、表面特性可控性、易于制备、生物相容性、以及良好的物理性质、化学性质和机械性质文献曾报道导电聚合物在细胞培养、组织修补、神经再生等方面的应用并取得了较好的结果导电聚吡咯作为生物材料的研究却较少该文重点研究导电聚吡咯对神经组织的生物相容性及体内桥接坐骨神经再生其主要内容包括1导电聚吡咯粉末、薄膜及其管子的制备及表征2导电聚吡咯与背根神经节及神经细胞的生物相容性3电刺激促进神经组织的生长4导电聚吡咯管桥接坐骨神经的再生

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简介：该研究中我们尝试将定量构效关系QUANTITATIVESTRUCTUREACTIVITYRELATIONSHIPQSAR研究的理论和方法用于TH细胞表位以及CTL表位的定量预测中并借助相应的实验技术进行鉴定力求建立新的T细胞表位快速筛选的技术平台我们结合氨基酸的理化性质与拓扑学方法构建了能表征TH表位序列结构及电性特征的电子拓扑参数另一方面CTL表位CYTOTOXICTLYMPHOCYTEEPITOPES在CTL活化过程中扮演着十分关键的角色决定了CTL的特异性杀伤效应从而在机体抗感染和抗肿瘤免疫中发挥着极为重要的作用总之我们将定量构效关系研究的理论和方法成功地运用到了T细胞表位的定量预测之中对TH细胞表位的预测进行了初步探讨并建立了半定量的预测模型较为详细地讨论了HLAA0201限制性CTL表位亲和性的估算和预测并建立了相关的定量模型和开发了相应的软件实验进一步验证了所建模型的实用性和有效性