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低温保护剂载入关节软骨过程的传质建模
掌握加载过程中软骨组织内部低温保护剂浓度的时空分布特性,这对合理设计加载程序进而成功保存关节软骨至关重要,为此构建描述低温保护剂载入关节软骨过程的扩散传质模型.根据二元扩散热力学模型,将有效扩散系数与无限稀释扩散系数进行关联,活度系数采用UNIFAC模型估算,扩散系数的浓度依赖性采用Vignes公式表示,无限稀释扩散系数采用Siddiqi-Lucas公式计算.对于二甲亚砜(Me2SO)、甘油(GLY)、乙二醇(EG)和丙二醇(PG)这4种典型的低温保护剂(CPA),由模型计算得到的软骨组织内CPA的平均浓度与文献报道的实验值之间的平均相对偏差(MRE)和决定系数(R2)分别为1.90％ ～ 36.29％和0.959 ～ 0.998(Me2SO),13.56％ ～19.19％和0.990 ～0.995(GLY),8.89％ ～ 22.09％和0.969 ～0.988(EG),5.35％～23.76％和0.971～0.992(PG).结果表明,该模型能较好地适用于这4种CPA,可用于直接预测加载过程中软骨组织内部CPA浓度的时空分布,从而指导加载程序的设计与优化.
关键词： 低温保护剂 传质建模 关节软骨 通用似化学基因活度系数(UNIFAC) 低温保存 -
低温保护剂和降温速率对猪关节软骨压缩杨氏模量的影响
利用动态热机械分析仪(DMA),研究了3种低温保护剂(DMSO、甘油、丙二醇)、4种不同低温保护剂浓度( 10％ V/V、30％ V/V、60％ V/V、80％ V/V)以及两种降温速率(1℃/min和20℃/min)对猪关节软骨杨氏模量的影响.研究结果表明:在相同的低温保护剂浓度条件下,样品经DMSO处理过的杨氏模量大,甘油的次之,丙二醇的小,这是由3种保护剂官能团的水合作用所决定的；随着低温保护剂浓度的增加,杨氏模量也增加,如降温速率为20℃/min时,10％甘油的杨氏模量为1.68 MPa,30％甘油的杨氏模量为2.15 MPa,60％甘油的杨氏模量为2.97 MPa,其它两种低温保护剂也是呈同样的趋势；较慢的降温速率更有利于关节软骨生物力学特性的保存,如新鲜关节软骨的杨氏模量为2.53 MPa,当丙二醇浓度为60％、降温速率为1℃/min时的杨氏模量为2.38 MPa,20℃/min时的杨氏模量为2.25 MPa,其他两种低温保护剂也呈同样的趋势.
关键词： 关节软骨 动态热机械分析仪(DMA) 杨氏模量 低温保护剂 降温速率 -
透析法去除红细胞渗透性低温保护剂的实验研究
要实现人类红细胞深低温保存,必须在冷冻前添加、复温后去除低温保护剂.本研究提出了低温保护剂的新型的透析去除法,与常规的离心洗涤法比较而言,该方法能够快速、有效、安全地去除红细胞内的低温保护剂(甘油).使用该方法冰冻.复温.洗涤后的红细胞计数回收率为(89.17±2.46)%,血红蛋白回收率为(84.93±4.64)%,上清游离血红蛋白的含量为(0.66 ±0.13)g/L,所得冰冻-复温-洗涤后的红细胞悬液的渗透压(残余甘油的含量)为(340.33±20.56)mOsm,均达到了国家对冰冻洗涤红细胞的质量标准要求.
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低温保护剂渗透关节软骨研究进展
玻璃化保存关节软骨具有临床治疗和科学研究的双重意义.如何在保证对软骨细胞造成的损伤小的前提下,将足够多的低温保护剂载人软骨组织,是玻璃化保存关节软骨的关键环节之一,而低温保护剂渗透关节软骨的特性是指导设计低温保护剂加载处理过程的重要依据.从实验研究和数学建模两方面,系统评述低温保护剂渗透关节软骨的研究进展,指出现有研究存在的不足,并对今后低温保护剂渗透关节软骨的研究方向提出展望.
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血小板冻干保存的研究进展
冻干是保存血小板理想的方法,能常温保存、占用空间小、重量轻和便于运输等,可解决目前血小板保存和运输方面存在的局限性问题.然而冻干除引起血小板膜结构损伤、蛋白质变性甚至死亡之外,还可致血小板激活损伤,冻干所致的血小板激活与膜通道脂质发生相变有关.针对损伤机制应用各种保护剂可减少冻干损伤,目前已有研究通过海藻糖的载入,在实验室成功地进行了血小板的冻干保存,冻干再水化后血小板仍具有正常生理功能和存活能力.这些研究结果表明血小板的冻干保存可应用于将来的血库和临床输血.本文综述了冷冻干燥对血小板损伤作用、保护剂在血小板冷干研究中的应用及血小板冻干保存的实验研究.
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骨髓细胞液氮保存21-25年后的细胞活力体外研究
为探讨适合临床应用的骨髓细胞保存方法,揭示细胞长期低温保存效果,将20人份骨髓加入DMSO-AuP(10%二甲亚砜、10%自体血浆)或DMSO-HES-HuA(5%DMSO、6%羟乙基淀粉、4%人血白蛋白)保护剂,分装2毫升/管,600-800管/人份,自控程序降温仪或-80℃低温冰箱预冻降温、液氮中保存21-25年.取冷冻骨髓细胞于38℃复温,检测细胞相关指标.结果表明:加保护剂的细胞标本在-80℃低温冰箱中为低速降温,-30℃前,与自控程序降温仪设定1℃/min的低降温速率接近.DMSO-HES-HuA与DMSO-AuP比较,红细胞形态畸形率分别为(3.5±1.5)%和(12.6±4.8)%;溶血率分别为(3.3±1.6)%和(23.1±5.1)%(p＜0.05);前者渗透性脆性不变,后者减低;红细胞、血小板、粒单系造血祖细胞、长期培养起始细胞回收率,前后者对比分别为(96.1±1.8)%、(70.0±9.5)%、(49.2±10.9)%、(54.2±13.8)% vs(76.3±5.6)%、(52.7±8.1)%、(43.5±12.3)%、(47.2±13.6)%.用上述保护剂配合上述降温法保存后,细胞在间充质干细胞培养上,生长特性良好.同一保护剂用上述两种降温法保存后,细胞各种回收效果差异不显著(p＞0.05).结论:细胞在液氮中保存21-25年,其细胞形态和回收活力(率)良好;保存如骨髓这种细胞成分并非单一的标本时,用5% DMSO-6%HES-4%HuA为保护剂的-80℃冰箱预冻降温后液氮保存,方法简便、经济、易操作,适合临床应用.
关键词： 骨髓细胞 低温保护剂 程控降温 -80℃低温冰箱降温 -
海藻糖对低温储存皮肤组织桥粒芯糖蛋白2表达及皮肤活力影响的实验研究
目的：比较海藻糖与传统低温保护剂丙二醇对皮肤低温保存后桥粒芯糖蛋白2(Dsg2)表达以及皮肤活力的影响,为寻求皮肤组织低温保护剂的优良配方提供实验依据。方法：经患者同意在烧伤后整形术中获取患者新鲜皮肤组织,分为对照组(新鲜皮肤,不作任何保护剂处理)、海藻糖/二甲基亚砜(T/D )组(皮肤以0.5 mol/L T/D液浸泡)、二甲基亚砜/丙二醇(D/P)组(皮肤以 D/P 液浸泡),液氮冻存21 d,复温,Dsg2单克隆抗体免疫组化染色并用 Image Pro5.0图像分析处理系统测定皮肤组织 Dsg2表达的光密度值；用皮肤内琥珀酸脱氢酶(SDH)比色法检测皮肤组织 SDH 活性,以此表示皮肤活力。结果：低温保存21 d时,D/P组Dsg2表达(0.247±0.006)显著低于T/D组(0.250±0.009,P<0.05)与对照组(0.254±0.007,P<0.05)；对照组 SDH 水平为18.1±0.6,T/D组为17.4±0.9,D/P组为15.7±0.9,D/P 组 SDH 明显低于 T/D组(P<0.01)。结论：海藻糖对皮肤组织及细胞间桥粒连接的保护作用优于传统低温保护剂。
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不同低温保护剂对皮肤组织β1整合素表达影响的比较
目的 比较两种不同低温保护剂对皮肤组织β1 integrin低温保存后表达的影响,为寻求皮肤组织低温保护剂的佳配方提供试验依据.方法 获取新鲜成人皮肤组织分为3组,新鲜对照组、海藻糖/二甲基亚砜(T/D)组、二甲基亚砜/丙二醇(D/P)作为低温保护剂保存组,-196℃液氮冻存7 d、14 d复温,免疫组织化学染色对各组间皮肤进行比较.并在此基础上,进一步采用RT-PCR方法对不同低温保护剂保存后皮肤的β1 integrin基因水平进行了深入的研究.结果 通过光镜图象观察和基因水平分析结果说明,O.5 M海藻糖/二甲基亚砜能够很好保护皮肤组织,β1 integrin的基因表达量与新鲜皮肤组相似.结论 海藻糖与二甲基亚砜联合应用对皮肤组织β1 integrin的保护作用优于传统组.
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海藻糖对低温储存皮肤β-actin的mRNA转录水平及其蛋白表达的影响
目的:观察新型低温保护剂(cryoprotectant,CPA)海藻糖(trehalose)对皮肤骨架蛋白β-肌动蛋白(β-actin)表达及mRNA转录水平的调节作用,以了解在传统低温保护剂中添加海藻糖后是否优于单纯传统低温保护剂的作用.方法:实验将新鲜成人皮肤分为4组,分别经海藻糖-二甲基亚砜(T-D)、二甲基亚砜-丙二醇(D-P)、二甲基亚砜-去血清角质细胞培养液(D-K)、DMEM作为低温保护剂保存,-196 ℃液氮冻存 7 d、14 d 复温,设新鲜皮肤为对照组.采用免疫组织化学染色及Western blot方法观察β-actin蛋白表达、采用RT-PCR方法对不同低温保护剂保存后皮肤的β-actin基因水平进行深入的研究.结果:T-D组β-actin蛋白表达及基因转录与新鲜组相似(P＞0.05),D-P作用其次,其余两组与新鲜组对比均降低明显(P＜0.05).结论:传统低温保护剂中添加海藻糖后对低温储存皮肤β-actin表达的保护作用优于单纯传统低温保护剂.
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海藻糖对低温储存皮肤β1 integrin及活力的影响
目的:比较海藻糖与传统低温保护剂对皮肤组织β1整合素(β1 integrin)低温保存后表达的影响,揭示海藻糖的低温抗冻机制.方法:新鲜成人皮肤组织分为2组,海藻糖-二甲基亚砜(T-D)、二甲基亚砜-丙二醇(D-P)作为低温保护剂保存,-196 ℃液氮冻存 7 d、 14 d 复温,设新鲜组为对照组,免疫组织化学染色对各组间皮肤进行比较.RT-PCR方法检查β1 integrin基因表达水平.采用皮肤内琥珀酸脱氢酶的定量测定法(SDH)检测两种低温保护剂组合对皮肤活力影响,并通过透射电镜观察不同低温保护剂对皮肤基底膜变化的影响.结果:结果显示T-D能够很好保护皮肤组织,T-D 7 d 组β1 integrin的基因表达量(0.769±0.052)与新鲜皮肤组(0.789±0.082)相似.琥珀酸脱氢酶(18.360±3.060)与新鲜组(20.517±1.976)无明显差异.结论:T-D对基底膜有优势保护作用,海藻糖对β1 integrin的保护作用在海藻糖的低温抗冻机制中发挥重要作用.
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不同配比低温保护剂对冻存人颗粒脂肪裸鼠移植的影响
目的 探讨不同配比低温保护剂对冻存后人颗粒脂肪裸鼠移植的影响,以优化低温保护剂的选择.方法 取人大腿内侧吸脂术后多余的颗粒脂肪,分别等量存入A、B两种不同配比的低温保护剂中,分别为A组和B组,置于-80℃冻存6个月.6个月后将标本复苏,移植于裸鼠背部皮下,各移植点注射0.2 mL颗粒脂肪.4周后处死裸鼠,取出移植物,进行体积、重量检测,并观察其苏木精-伊红(HE)染色、透射电镜下的情况.结果 A组剩余脂肪平均体积大于B组,差异有统计学意义(P＜0.05).HE染色示A组新生血管多于B组;透射电镜下A组脂肪细胞更加完整,新生脂肪细胞较多.结论 A组低温保护剂长期冻存的脂肪活性较高,且可用小牛血清取代胎牛血清;脂肪组织深低温冻存半年以后依然可以进行有效移植.
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冰冻Rh(D)阴性红细胞去甘油化洗涤方法的改良
随着安全输血的推广和卫生部《临床输血技术规范》的实施,临床对Rh(D)阴性血的需求量也在增加,但因无偿献血人群Rh(D)阴性比例为0.38%,为及时保证临床Rh(D)阴性血型患者的抢救性输血,我们以甘油做为低温保护剂采取-80℃深低温冷冻保存Rh(D)阴性红细胞,在需要时一定的程序洗涤去除甘油,供临床输用.
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不同保存方式下嗅鞘细胞的活性
背景:获取和寻找适合的保存方式对嗅鞘细胞实验和临床应用有重要的意义.目的:探索合适的嗅鞘细胞低温保存方式.方法:取对数期生长的嗅鞘细胞,冻存1,3,6 个月进行复苏.结果与结论:MTT 比色法及锥虫蓝染色显示5%二甲基亚砜-6% 羟乙基淀粉处理的细胞活性高,其次是10%二甲基亚砜处理的细胞,5%二甲基亚砜的保护作用差.冰箱降温或程控降温仪降温方式及不同的冻存时间对嗅鞘细胞活性影响不明显.因此,推荐用5%二甲基亚砜-6%羟乙基淀粉作为嗅鞘细胞冻存低温保护剂.
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冰冻红细胞甘油化适宜速率的研究
甘油化红细胞深低温(-80℃)冰冻保存,是目前能够长期保存红细胞的好方法[1],但冰冻红细胞在甘油化处理的整个过程中可导致溶血[2],影响红细胞回收率.因此,红细胞甘油化过程要求加入甘油的速度宜慢,约15～20min加完[3].笔者通过实验研究,优选出一种对红细胞损伤少、简便快速的冰冻红细胞甘油化的方法,现介绍如下.
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脐血造血干细胞低温保存方法的探讨
目的探讨脐血造血细胞的低温保存方法. 方法分别用程控降温液氮保存法、非程控降温液氮保存法和-80℃非程控降温保存法保存脐血有核细胞.结果 3种方法保存脐血有核细胞均获得较满意的结果.结论用羟乙基淀粉(HES)自然沉淀法和低速离心法分离脐血有核细胞,获得较满意的回收率;用-80℃非程控降温保存法保存脐血有核细胞,可降低二甲基亚砜(DMSO)对细胞的毒性作用,适用于短期保存造血细胞.
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不同保存方式对嗅鞘细胞活性的影响
[目的]探索嗅鞘细胞佳保存方式.[方法]20例对数生长期OECs,随机分为5组,分别加入10%DMSO、5%DMSOfi%HES、5%DMSO,冰箱降温或程控降温仪降温并液氮保存,定期复苏,通过观察细胞形态、MTT 比色法、台盼蓝染色法检测细胞活性.[结果]同种降温方式下,5%DMSO-6%HES组细胞活性优于另两组,差异显著;同种低温保护剂下,冰箱降温与程控降温仪降温并液氮保存相比,差异不显著;同种保存方式下低温保存半年,各组回收率差异不显著.复苏标本不洗涤,室温下放置不同时间,细胞活性均下降,其中10%DMSO组下降大.[结论]推荐5%DMSO-6%HES作为OECs冻存低温保护剂;小样本保存应选用冰箱降温液氮保存方式,大样本保存可选用程控降温仪降温或冰箱降温,并液氮保存方式;OECs低温保存半年仍具有较好的细胞活性.
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血细胞深低温保存技术在输血中的应用
在细胞介质中添加低温保护剂,使之与水分子结合,可以降低溶液的冰点,抑制冰晶的形成,还可增加盐溶液的容积使电解质的浓度降低.
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不同保护剂冻存弓形虫速殖子的观察
传统弓形虫保存一般采用小鼠传代法,70年代以来,我国开展了寄生虫低温保存的研究,常用的低温冷冻保护剂有甘油、乙二醇(EG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、经乙基淀粉、二甲基亚砜(DM-SO)等.为了观察不同保护剂的效果,我们将弓形虫急性感染小鼠的腹水加入四组不同的低温保护剂后放液氮冻存,进行保种试验观察.
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-20 ℃不结冰抗冻液保存人体皮的实验研究
目的对研制的-20 ℃不结冰的抗冻液-20 ℃保存人体皮的效果进行探讨.方法测定皮肤琥珀酸脱氢酶(SDH)、皮肤组织块培养生长年、人-鼠皮肤移植成活率及成活期、表皮细胞与淋巴细胞混合培养、HLA-DR及CD86抗原测定等方法,对该抗冻液保存人体皮的保存效果、抗原性变化进行研究.结果该抗冻液保存人体皮(-20 ℃条件下)2月内皮肤质量仍较好.冷冻皮肤免疫原性下降,但HLA-DR表达没有显著变化,而CD86表达显著降低.结论①该方法可保存人体皮2月.②冻存皮肤的抗原性下降的原因与CD86抗原分子减少有关.
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用于低温保护剂混合的微流控芯片设计及优化
卵母细胞在低温保护剂的加载和去除过程中,会受到渗透损伤和毒性损伤,采用微流控技术可实现保护剂浓度连续变化,减小细胞损伤.本文设计了用于低温保护剂加载及去除的5种不同参数的Y型微流控芯片,测定了在不同入口流速、芯片入口角度、通道深宽比及转弯半径下,微通道内保护剂溶液和缓冲溶液的混合程度.实验结果表明:随着溶液入口流速的减小、通道深宽比的增大及转弯半径的减小,溶液在微通道内混合长度减小,混合速度加快,而微通道入口角度对流体混合影响很小.但实际芯片的操作条件及结构参数应根据低温保护剂加载和去除时需要达到的效果以及芯片加工工艺等因素确定.本文研究结果可为其他用于低温保护剂混合的微流控芯片的设计提供参考.
