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利用灌注型生物反应器促进干细胞在大段磷酸三钙载体内扩增
目的探讨灌注培养法体外构建大段细胞-载体复合物的可行性.方法利用灌注型生物反应器对复合骨髓基质干细胞的大段磷酸三钙柱状载体进行动态灌注培养(动态培养组)1、2、4周或传统静态培养(静态培养组)2、4周,通过葡萄糖日耗量、细胞活力(MTT比色法)检测以及硬组织切片观察、检测干细胞在载体内的扩增情况.结果葡萄糖的日消耗量随培养时间的延长而增加,培养前2周较后2周增加更迅速,动态培养组的葡萄糖日耗量明显大于静态培养组.细胞活力随培养时间的延长而增大,动态培养组的细胞活力明显高于静态培养组.动态培养4周时细胞活力高于2周(9.04±0.79 vs 7.98±0.67,P＜0.05),而静态培养2周和4周时细胞活力未发生显著变化(2.55±0.23 vs 2.65±0.31,P＞0.05).在动态灌注培养下,骨髓基质干细胞能够在大段载体中心及周缘存活并增殖,而在静态培养下,骨髓基质干细胞仅能在载体周缘存活增殖,细胞数量明显少于动态培养组.动态培养4周组织占孔率明显大于2周(67.92%±12.28%vs 50.04%±8.44%,P＜0.05).静态培养4周和2周时的组织占孔率无显著性变化(6.78%±1.85%vs 6.63%±2.73%,P＞0.05).结论灌注型生物反应器使骨髓基质干细胞在大段三维载体内存活并增殖,提高细胞在载体内的复合效率.
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旋转式动态三维培养结合可控管道结构支架体外节段性骨的构建
目的 探讨应用可控管道结构支架接种成骨细胞并行旋转式动态三维培养作为一种新的节段性组织工程骨体外构建方法的可行性、效果和机制.方法 设计、制备可控管道结构自固化磷酸钙(CPC)支架,并设计开发新型旋转式生物反应器.分离、扩增兔颅骨成骨细胞接种支架后分别行旋转培养和静态培养7、14、21 d后,行四甲基偶氮唑蓝(MTT)比色法、细胞葡萄糖日耗量、细胞碱性磷酸酶(ALP)活性的检测及扫描电镜(SEM)观察、X射线能谱(EDX)分析.结果 旋转培养组细胞的增殖、代谢、成骨分化等均显著优于静态培养(F=144.187、F=491.603、F=34.913,均P＜0.01、P＜0.01);旋转培养组细胞支架内分布的均匀性优于静态培养,EDX分析显示细胞分泌磷酸钙基质.结论 可控管道结构CPC支架结合旋转式动态三维培养有效促进成骨细胞的增殖、代谢、分化和支架内合理分布,可成为一种新的节段性组织工程骨体外构建方法.
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某大型医院污水处理净化效果
目的了解膜生物反应池和次氯酸钠消毒对医院污水的净化效果.方法于2005年5月,检测天津医科大学总医院污水处理站的污水处理效果.在污水经膜生物反应池处理前后及次氯酸钠消毒后分别取水样测定pH值、悬浮物、CODCr、BOD5,氨氮、粪大肠菌群及余氯.结果经膜生物反应池处理后,悬浮物、CODCr、BOD5、氨氮、粪大肠菌群的去除率分别为82.25%,80.25%,75.52%,75.84%,96.75%;经次氯酸钠消毒后,水中粪大肠菌群的去除率为99.96%,余氯为3.4mg/L.结论膜生物反应器结合次氯酸钠消毒的方法对医院污水有很好的净化效果,达到GB 8978-1996《污水综合排放标准》二级标准.
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高原猪肝细胞生物反应器的生物学活性
目的 了解在高原环境下,培养球形聚集体猪肝细胞中空纤维型生物反应器的生物学活性特征,为构建高原体外生物人工肝提供实验依据.方法 采用已适应本地高原环境的长白仔猪,并分离其肝细胞,经体外球形聚集体培养2 d后,移入中空纤维型生物反应器外腔中,内腔以培养液循环,继续培养10 d,观察培养细胞形态,检测外腔培养液中的总蛋白、白蛋白、尿素和乳酸脱氢酶水平变化.结果 经过2 d培养后,肝细胞形成了大量的结构较为稳定的球形聚集体;中空纤维反应器培养前,外腔培养液中总蛋白、白蛋白及尿素水平分别为(16.2±0.3)g/L、(5.9±0.3)g/L和(2.5±0.2)mmol/L,培养2 d后均呈现明显升高,差异有显著性(P＜0.05),4 d达高峰,分别为(22.7±2.4)g/L、(7.8±0.4)g/L和(4.6±0.5)mmoL/L,然后逐渐下降,培养8～10 d时明显低于4 d时水平;乳酸脱氢酶水平培养6 d时明显升高,差异有显著性(P＜0.05),8～10 d时进一步升高,差异有显著性(P＜0.05).结论 在高原环境条件下,以培养球形聚集体猪肝细胞2～6 d时制备的中空纤维型生物反应器的生物学活性良好,为进一步应用于构建高原环境下生物人工肝奠定了基础.
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一种新型神经干细胞脉冲加载生物反应器的研制
目的:模拟颅内的力学环境,研制可对神经干细胞实施动态脉冲加载装置和灌流培养的系统.方法:动态监测侧脑室的颅内压变化及生化指标,明确脉冲载荷的形成机理与颅内的生物学环境;设计并构建动态脉冲加载装置和灌流培养系统,检测加载装置的稳定性、可靠性及精确度,并对培养系统的密闭性、无菌性及生物学环境进行测量.利用Instron仪器及应变仪测量细胞培养栽体生物的半透膜力学性能及应变情况,并测量其生物相容性.结果:该生物反应器连续运转14 d后,培养液中无细菌生长;可基本模拟颅内的生物学及力学环境,可形成精确、稳定的脉冲加栽;生物半透膜的生物相容性理想,力学及应变测量符合细胞培养的要求.结论:该生物反应器可作为动态培养环境下神经干细胞力学生物学机理研究较可靠的培养系统和加载装置.
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生物反应器在构建组织工程产品中的应用研究
目的:通过对4种生物反应器的介绍,分析不同生物反应器在细胞培养中的作用与用途.方法:观察不同生物反应器对细胞进行培养的结果.结果:不同类型的生物反应器及其机械性能、传质以及流体剪应力等对细胞培养组织的形态和功能产生的影响不同.结论:旋转壁式生物反应器更接近于三维悬浮生长和生物体的内部环境.将来的生物反应器将是集培养、控制、研究、生产于一体的智能化系统生命机器.也是生物反应器发展的终目标.
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人参属药用植物组织和细胞培养的研究进展
从愈伤组织的诱导及培养、试管苗再生、悬浮培养、反应器培养及转基因器官培养等5个方面介绍了人参属药用植物组织与细胞培养的研究进展.日本和韩国已经分别实现了人参悬浮细胞和不定根培养的工业化;我国尽管已经开发了人参愈伤组织的一些产品,但在人参属药用植物组织和细胞培养的工业化方面还有一段路要走.
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心肌组织工程生物反应器研究进展
组织工程的研究主要围绕种子细胞、生物材料和组织构建这三个基本要素而展开.组织构建技术是组织工程研究的核心.组织工程生物反应器是一种体外构建人体组织的系统装置.心肌组织工程在替代和维持梗塞的心肌组织功能,并进而治愈疾病以大限度地挽救病人生命方面可能发挥巨大作用.主要介绍了国内外工程化心肌组织体外构建技术,特别是用于构建工程化心肌组织的心肌组织工程生物反应器研究方面的进展.
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微重力反应器在细胞培养中的应用
模拟微重力培养是一种全新的组织培养技术,其核心技术是建立动物细胞的三维培养体系,在近10年取得了快速发展.微重力反应器源自美国航空航天局,是一种水平旋转的、无泡的旋转培养仪,可以提供模拟微重力环境,具有充分的氧和营养物质的交换、三维立体结构、低剪切力和独特的流体力学特征等优点.这种悬浮培养技术为多种细胞和组织块的生长和代谢提供良好的培养环境,可以进行高密度的组织培养,并保持所培养细胞的组织分化特异性.
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一种新型的生物反应器
本文介绍了一种应用于生物透析系统LBDS的专用生物反应器SBR。叙述了它的工作原理、结构组成和特点。给出了动物实验的结果。实验验证了这种专用生物反应器，可以大量、长期地培养肝细胞，并使其保持持久的活性和功能。验证了血液和肝细胞之间的免疫反应，并观察到了它的新陈代谢。
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软骨组织工程生物反应器的研究进展
体外软骨构建是软骨组织工程产业化发展及临床应用的重要手段.然而,采用现有的体外构建技术无法构建功能接近正常的软骨.生物反应器能够在一定程度上模拟体内环境,有望弥补现有体外构建技术的弊端.研究发现,流体剪切力、静态液压力和直接压缩力是体内软骨发育和成熟的重要力学因素,常用软骨生物反应器均据此设计而产生.由于不同类型生物反应器各具特点,研究和开发新型复合式生物反应器将成为未来的发展方向.对目前软骨组织工程生物反应器的研究现状做一综述.
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血液流体动力学研究与生物反应器在组织工程化心脏瓣膜构建的应用
由于目前临床应用的心脏瓣膜替代物各有其固有的不足,探索以合适的方法构建具有生长活性的组织工程化心脏瓣膜一直是该领域各国学者研究报道的焦点.心脏瓣膜生物反应器模拟了心脏瓣膜在体内所处的血流动力学环境,并具有传质功能,所以在TEHV构建中除了要有足够健康的种子细胞和理想的生物支架材料,生物反应器是不可缺少的.对血液流动力研究进展,心脏瓣膜生物反应器的原理、构造与设计,生物反应器在心脏瓣膜组织工程中的应用范围进行了逐一概述.
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软骨组织工程中力学因素的影响及应用
力学因素是软骨组织工程中的重要影响因素之一.近年来的研究表明,力学作用可以刺激细胞因子及激素的分泌,改变三维支架上培养的软骨细胞的新陈代谢,从而促进软骨组织的生长与重建.目前已经有诸多关于体外构建软骨组织的报道,但对于其中的力学因素的影响(包括力学因素对软骨细胞增殖的促进及力学刺激的传导机制等)还没有完全认识.就以上几方面做一综述,并简单介绍生物反应器在软骨组织工程中的应用.
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初级组织工程小口径血管的制备
目的 探讨利用组织工程技术构建小口径组织工程化血管的可行性.方法 将犬骨髓细胞诱导为平滑肌细胞和内皮细胞后,用Brdu标记平滑肌细胞,DAPI标记内皮样细胞,观察细胞标记的成功率;血管平滑肌样细胞和血管内皮样细胞分层种植于胶原包埋PGA的复合支架表面:将细胞和支架的复合体种植于犬皮下,并设立对照组,分别于植入后的第4、6、8周取出植入皮下的组织工程化血管,进行相关检查分析.结果 免疫荧光提示Brdu、DAPI标记种子细胞效果良好;核呈蓝色荧光的内皮样细胞均匀排列在支架表面:组织工程化血管材料植入动物皮下取出后观察,实验组管壁结构比较清晰,细胞数量也已减少、胶原成分增多,管壁分层明显,可见内膜、中膜和外膜结构,对照组无此特点;免疫荧光观察,8周实验组组织工程血管壁内有Brdu标记的种子细胞存在.结论 以动物的皮下为生物反应器,采用静态培养的方式可强化组织工程血管壁,该组织的结构与天然血管相似,种子细胞同时参与初级组织工程小口径血管的构建.
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肝组织工程研究中生物反应器的研究进展
文章就生物反应器的特点、生物反应器在肝组织工程中的应用(肝组织重建、生物人工肝脏、药物筛选、生物反应器在肝组织工程其他相关方面的应用)进行综述,论述目前生物反应器亟待解决的问题是供氧问题、细胞密度和分布及微型化,指出生物反应器作为一个重要的媒介促进肝组织工程及生物人工肝的研究发展;同时肝细胞反应器可有效提高培养肝细胞的生物功能,其也将为肝再生医学的理论研究、肝脏的药物代谢及功能评价等提供有效的技术手段,肝细胞生物反应器的研发具有重要的理论意义和巨大的经济价值.
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血管生物反应器的研究进展
利用生物反应器构建人工血管是血管组织工程的核心技术之一,一直受到国内外学者和临床医生的广泛关注.文章就组织工程化培养生物反应器关键问题、血管生物反应器设计、生物反应器在工程化血管构建中的应用进行综述,并就今后的焦点问题和研究方向进行论述.
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采用微载体技术大规模培养组织工程种子细胞
如何获得大规模、具有再生活力的种子细胞已经成为当前组织工程研究面临的关键的限制性因素;针对这一限制性因素,研究人员对多个细胞培养系统进行了研究,其中包括微载体细胞培养系统,该系统初主要用于细菌的大规模培养研究, 但近年来的研究发现,微载体细胞培养系统也有助于种子细胞的体外大规模扩增;本文对应用微载体技术大规模培养组织工程种子细胞进行了简要综述.
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生物人工肝及人工肝支持系统
生物型人工肝是与正常肝脏为接近的人工肝支持系统.生物反应器和肝细胞培养是生物人工肝的核心部分,其性能直接关系到人工肝支持的效率和效果.而人工肝的治疗不能脱离开人工肝支持设备进行.本文从生物反应器、肝细胞培养、人工肝支持设备原理、硬件以及应用进行综述.
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一种新型生物人工肝支持系统
目的 构建一套拥有独立知识产权的新型生物人工肝支持系统,用以满足生物型人工肝临床治疗的需要.方法 针对肝细胞生长过程中的各种特殊环境要求,设计了以关联控制为核心的控制算法,结合PID技术、预测控制等方法,实现了对各种指标的稳定控制.实验中使用HepG2连续培养60 h,用以验证生物反应器的实际效果.结果 温度控制在37℃±0.2℃,溶解氧含量控制在95%±10%,酸碱度控制在(7.3±0.2)pH.细胞连续培养60 h,经镜检,其效果优于对照组.结论 细胞生长过程上的各项主要指标控制稳定,细胞在本系统中生长状态良好,为下一步的实验奠定了坚实的基础.
关键词： 生物型人工肝支持系统 构建 生物反应器 肝细胞培养 控制系统 -
生物人工肝的研究进展
近年来杂化型生物人工肝在治疗急性肝功能衰竭中发挥了很大的治疗作用,是研究多、有希望的人工肝.随着细胞培养技术和细胞工程技术的发展,肝细胞培养系统配合生物反应器提供肝功能的研究取得了重大进展.本文就人工肝的发展历程,特别是杂化型生物人工肝研究中的核心问题肝细胞来源、培养方法及生物反应器的发展做了详尽的综述.
