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综合的载荷指标,有可能是促荷是一个相对宏观、
进神经干细胞向神经元样细胞分化的重要因素。
该神经干细胞脉冲加载生物反应器能较好地模拟体内神经干细胞的生理与力学微环境。通过电动机控制下的蠕动泵作用,不仅使培养液处于相对高效的传质状态,而且能产生不同频率范围内的半正弦波、正弦波、方波等,使培养的神经干细胞获得类似侧脑室的力学激励机制。根据研究需要可施予不同变量的力学载荷,进而研究各种压应变条件下的细胞生物学行为。该细胞脉冲加载装置采用步进电动机作为动力系统来施加载荷,精确度可达到0.01mm,具有操作简单、精度高、实时记录跟踪等特点;另外,通过与计算机结合的数据采集卡,可以监测培养液的生化指标,保证细胞培养的生理状态,进而提高神经干细胞定向诱导及分化的概率。另外,生物硅胶膜的生物相容性良好,具有不易降解、吸收且透明度良好等特点。实验结果显示,采用的生物硅胶膜结构均匀、力学性能稳定,具有良好的载荷及应变对应关系,是比较理想的细胞基底培养材料。
然而,该细胞脉冲生物反应器所反映出的只是培养膜表观条件下的表观微应变,而细胞与细胞之间的黏附及张力无法直接通过设备的数据显示出来;而且,模拟的脉冲载荷与实际载荷仍存在一定差异。因此,在研究神经干细胞迁移、定向诱导、分化及力学响应机理的基础上,仍需细化细胞与细胞间的力学关系及相互作用,进而深入研究神经干细胞的力学生物学行为。4结语
Thesis论著
该研究设计的生物反应器能模拟体内生物学及力学环境,对培养神经干细胞进行稳定、可靠的脉冲载荷及应变刺激,有望提高神经干细胞定向诱导为神经元样细胞的分化率,并为动态培养环境下神经干细胞迁移、定向诱导、分化及力学生物学机理研究提供一种可靠的平台。
[参考文献]
[1]
郝淑煜,万虹,王忠诚.神经干细胞移植治疗研究进展[J].中国康复理论与实践,2008,14(8):733-736.
[2]TarasenkoYI,YuYJ,JordanPM,etal.Effectofgrowthfactorson
proliferationandphenotypicdifferentiationofhumanfetalneuralstemcells[J].JNeurosciRes,2004,78:625-636.
[3]KintnerC.Neurogenesisinembryosandinadultneuralstemcells[J].
JNeurosc,2002,22:639-643.[4]
KayJN,BlumM.Diferentialresponseofventralmidbrainandstri-atalprogenitorcallstolesionsofthenigrostriataldopaminergicpro-jection[J].DevNeurosci,2000,22(1-2):56-67.
[5]WurmserAE,PalmerTD,GageFH.Cellularinteractionsinthe
stemcellniche[J].Neurosci,2004,304(5675):1253.[6][7]
张鹏,房兵,江凌勇.机械刺激对成骨细胞骨架的影响[J].医用生物力学,2011,26(1):87-91.
何学令,姚晓玲,冯贤,等.力学刺激和成骨化学诱导剂对大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化能力的影响[J].医用生物力学,2011,26(2):116-120.
[8][9]
季葆华.对细胞与分子生物力学中一些挑战性问题的思考[J].医用生物力学,2011,26(3):201-204.
黄艳,樊瑜波.剪切应力与心肌细胞裂解液联合诱导骨髓间充质干细胞向心肌分化的研究[J].医用生物力学,2011,26(3):211-
216.
[10]李德强,戴尅戎.生物反应器在组织工程中的应用进展[J].国际
骨科学杂志,2008,29(1):8-10.
2013-11-25(收稿:修回:2014-01-08)
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[7]
ZhouFei,LiZhi-Yuan.Quantitativeanalysisofdipoleandquadr-upoleexcitationinthesurfaceplasmonresonanceofmetalnanopar-ticles[J].JPhysChemC,2008,112:20233-20240.[8]
DevoeH.Opticalpropertiesofmolecularaggregates.I.Classicalmodelofelectronicabsorptionandrefraction[J].JChemPhys,1964,41:393-400.
[9]YangWH,SchatzGC.Discretedipoleapproximationforcalculating
extinctionandRamanintensitiesforsmallparticleswitharbitraryshapes[J].JChemPhys,1995,103:869-875.
[10]KellyKL,LazaridesAA,putationalelectroma-ganeticsofmetalnanoparticlesandtheiraggregates[J].Nnaotech-nology,2001,12:67-73.
[11]KaneYee.Numericalsolutionofinitialboundaryvalueproblemsin-volvingMaxwell′sequationsinisotropicmedia[J].IEEETransac-tionsonAntennasandPropagation,1966,14:302-307.
[12]ZhangHai-xi,GuYing,GongQi-huang.Avisible-nearinfrared
tunablewaveguidebasedonplasmonicgoldnanoshell[J].ChinesePhysB,2008,17(7):2567-2573.
[13]EdwardDPalik.Handbookofopticalconstantsofsolids[M].Wash-ingtonDC:Academicpress,1985:286-297,350-359.
[14]WilcoxonJP,SamaraGA.Tailorable,visiblelightemissionfrom
siliconnanocrystals[J].AppliedPhysicsLetters,1999,74(21):3164-3166.
[15]GaiHongfeng.ModifiedDebyemodelparametersofmetalsapplica-bleforbroadbandcalculations[J].AppliedOptics,2007,46(12):2229-2233.
[16]郭伟杰,张媛,李强,等.银纳米颗粒半径对其消光光谱影响的研
究[J].新疆大学学报:自然科学版,2008,25(2):187-189.
[17]EunChulCho,ChulhongKim,FeiZhou,etal.Measuringtheoptical
absorptioncrosssectionsofAuAgnanocagesandAunanorodsbyphotoacousticimaging[J].JPhysChemC,2009,113(21):9023-9028.
[18]StuartDA.Biologicalapplicationsoflocalisedsurfaceplasmonic
phenomenae[J].IEEProcNanobiotechnol,2005,152(1):13-32.[19]ChristyLHaynes,RichardPVanDugne.Nanospherelithography:
Aversatilenanofabricationtoolforstudiesofsize-dependentnanop-articleoptics[J].JPhysChemB,2001,105:5599-5611.
(收稿:2013-08-12
修回:2014-01-20)