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288 电动床可预防压力性溃疡
压力性溃疡被定义为由压力、剪切力或摩擦力造成的皮肤缺血性损伤,包括健康和营养状况、液体的摄入、摩擦力和剪切力在内的许多因素影响压力性溃汤的发生.对卧床病人的不当移动和处理可增加由摩擦力和剪切力所造成的压力性溃疡的危险.另一方面,人工移动病人时,包括弯腰、扭动、伸手、曲膝等会增加医护人员受伤的机会.大多数医院的床是标准的水压式的,用脚泵制动.睡在这种床上的病人想放倒床铺、调整位置非常困难.但是电动床的结构适合病人独立的移动,有利于减少医护人员受伤的危险和压力性溃疡的发生.带多级高度调节控制键的电动床被呆在床上的病人称为"可选择的床".临床证据说明它对病人和护士的健康均有益处,同时可减少医疗费用.
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机械力对血管内皮细胞一氧化氮合成的调控机制及致动脉粥样硬化作用
血流机械力变化导致的动脉粥样硬化主要在于它破坏了血管内皮细胞和平滑肌细胞的一氧化氮（ NO ）生成的系统平衡〔1〕。本文重点讨论血流机械力〔剪切力和环壁张力对内皮细胞NO的生成和NO合酶（ NOS）〕表达的调控机制，并强调其介导血管内皮细胞的感染、氧自由基的产生及终引发血管壁重建（主要是平滑肌细胞参与）的机制。
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在搅拌培养和静态培养中造血细胞亚群组成的分析
目的分析转瓶和方瓶培养过程中造血细胞亚群组成的变化.方法观察培养过程中脐血单个核细胞总细胞扩增倍数,CD34+细胞、CD33+细胞、CFU-GM、CD41+细胞、CFU-Mk和BFU-E占总细胞的比例及其随培养时间的变化.结果14 d的培养中,无论是用转瓶和方瓶,总细胞不断扩增,CD34+细胞含量在第7天、CFU-GM含量在第10天、BFU-E含量在第5天达到高,而后出现分化,转瓶和方瓶培养的CD34+细胞和CFU-GM和BFU-E含量差异无显著意义;CFU-Mk则不同,其含量在转瓶培养第7天时达到高,而在方瓶第10天达到高,在转瓶中CFU-Mk的含量一直低于方瓶培养;两种培养过程中CD33+细胞比例均在50%～70%之间,而且差异无显著意义.转瓶培养中CD41+细胞含量到后期出现下降,而方瓶中则一直增加.结论与静态培养环境相比,搅拌环境对干/祖细胞分化速度、粒/巨噬系祖细胞和红系祖细胞的分化没有明显影响,但不利于巨核系祖细胞的扩增,促进了其分化.
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动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中的通气方式
通气在动植物细胞或组织生物反应器培养过程中起着至关重要的作用,而同时通气过程所产生的机械损伤力亦可对细胞造成直接的伤害,因此,通气方式是动植物细胞或组织生物反应器培养过程设计与工程放大的关键技术之一.本文综述了动植物细胞或组织生物反应器悬浮培养过程中三种主要通气(异养培养时又称供氧)方式的结构特点,及其对气液传质、生物量、代谢产物量和细胞损伤的影响,以及改进的新型通气方式和几种通气方式的融合并用.
关键词： 生物反应器 动植物细胞或组织培养 通气 气体传质 剪切力 -
经椎间孔腰椎体间融合术治疗腰椎滑脱症的护理
随着人们生活水平的提高,社会老龄问题越来越突出,而下腰椎不稳是中老人的常见病、多发病,腰椎滑脱是引起下腰椎不稳的重要原因.随着人们对疾病的认识进一步深入和相关器械及技术的进步,在腰椎滑脱方面有了很大的发展,手术除了消除症状和体征,应用器械还可以使滑脱椎体复位,消除滑移椎体存在的剪切力,通过植骨融合达到长期稳定.
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旋转式粘度计测粘方式的鉴别
国际血液学标准化委员会(ICSH)1986年关于血液粘度测定的意见中指出"血液粘度计多为旋转式粘度计,……大多数粘度计在恒定剪切率下测定,某些粘度计采用恒定剪切力的测定方式",因此,规范化的血液粘度测定应采取上述两稳态方式之一,即恒剪切率方式可在200～1s-1的范围内选定剪切率,并在某一恒定剪切率下测出稳定后的剪切力,再计算出该剪切率下的表观粘度.
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激光虹膜切开术对角膜内皮细胞所受切应力影响的数值研究
目的 研究激光周边虹膜切开术(laser peripheral iridoctomy,LPI)对患者眼内房水流动和角膜内皮细胞所受流体切应力的影响.方法 参照文献中的人眼几何数据,在CAD软件中建立三维完整眼球几何模型,并结合有限元软件数值模拟LPI术后房水流动状态以及角膜内皮细胞所受切应力的变化,并对比LPI手术前后虹膜上不同激光开孔位置时角膜内表面切应力的数值结果.结果 虹膜上激光孔的位置越靠近瞳孔中心,角膜受到的切应力越小.在激光孔离瞳孔轴距离分别为4.0、4.5、5.0、5.5mm时,对应角膜内皮受到的大切应力分别为16.5、25.8、57.0、179.8 mPa.激光孔在3、6点方位时的切应力大值比开孔在12点方位时的切应力大值(56.95 mPa)分别高出13.7％和4.2％.结论 LPI会改变患者眼内房水流动和角膜内皮细胞所受流体切应力.合适的开孔位置能降低角膜内皮细胞受到的切应力,减少LPI术后患者大泡角膜病变的风险.
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振荡流动对组织工程用灌注式生物反应器中剪切力分布影响
目的 考察振荡流动以及三维支架孔径和孔隙率对生物反应器内流速和剪切力分布的影响,并根据理论计算结果为脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器制备提出优化方法.方法 针对实验室前期制备的骨组织工程用脱细胞骨三维支架和灌注式生物反应器,将脱细胞骨三维支架简化为各向同性的多孔介质,对生物反应器内的流速和剪切力分布进行理论建模.结果 振荡流作用时,多孔支架材料内速度和达西剪切力呈现一致的变化规律,不同半径处流速和达西剪切力差异减小,有利于在骨组织工程中对种子细胞进行均匀三维培养.提高入口灌流速度可提高平均达西剪切力;增加多孔支架孔径或孔隙率对支架内流速峰值影响不大,但会显著降低平均达西剪切力;提高入口振荡流动振荡频率可降低支架内流速大峰值,显著减小不同半径处流速的差异.结论 适宜的振荡流易产生利于骨组织工程干细胞所需剪切力,研究结果有望为优化骨组织工程中种子细胞的三维培养方法提供理论指导.
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典型男性OSAHS患者上气道气流运动特性的数值模拟
目的 研究典型男性阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)患者在平静呼吸时上气道气流运动特性,以及气流对软腭和悬雍垂作用的动力特点.方法 基于患者CT影像数据建立可靠的上气道流场几何模型,以临床睡眠监测数据作为数值模拟边界条件的依据,采用低雷诺数的湍流模型计算获得一个完整呼吸周期内上气道气流运动规律.结果 OSAHS患者在呼吸过程中,上气道气流流动形式有显著差异.在吸气阶段,上气道腔内流速可达9.808 m/s,大负压可达-78.856 Pa,鼻腔顶部出现局部回流,软腭受到的大气流压力为-10.884 Pa,悬雍垂受到的大气流压力为-51.946 Pa,气流对软腭和悬雍垂造成的大剪切应力分别为78和311 mPa.在呼气阶段,上气道腔内大流速为10.330 m/s,大负压为-51.921Pa,口咽部和鼻腔顶部均出现局部回流,且口咽部顺时针回流现象显著,软腭受到的大气流压力为2.603 Pa,悬雍垂受到的大气流压力为-18.222 Pa,软腭和悬雍垂受到的大剪切应力分别为51和508 mPa.结论 口咽部是易塌陷的部位,一个呼吸循环过程的数值模拟可以捕捉到上气道流场显著的回流特征,上气道回流直接影响软腭和悬雍垂所受的力,同时也关系到患者呼吸的流畅程度.
关键词： 阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症 数值模拟 流场特性 回流 剪切力 -
螺旋弯曲管中血液两相流动分析
目的 经典的单相牛顿血液流动模型忽略了红细胞与血浆之间的相互作用以及血液剪切变稀性质.为解决这些问题,采用多相的非牛顿模型研究冠状动脉模型的血流动力学参数.方法 把血液考虑为血浆和红细胞的混合体,并用螺旋弯曲血管模型模拟冠状动脉,分析冠状动脉内红细胞的运动以及红细胞体积分数的分布情况,并与单相非牛顿血液模型的模拟结果进行对比.结果 单相和多相血液模型模拟下的截面壁面剪切力平均值差别不明显,但是在两相流模拟中,螺旋弯曲管下底壁面处存在明显的红细胞聚集现象,同时还分布着较低的壁面剪切力.结论 引用多相流数值模拟得到了螺旋弯曲管中的血流动力学参数,同时发现红细胞在螺旋弯曲管下底面处聚集的现象,这很容易诱发血栓形成,与临床上所观察到的粥样硬化斑块经常出现在冠状动脉弯曲内侧是相符合的,可进一步说明动脉粥样硬化病变的发生机制.
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剪切力条件下血管内皮细胞与平滑肌细胞的相互作用
血管内皮细胞(endothelial cells,ECs)与平滑肌细胞(smooth muscle cells,SMCs)是血管壁的主要细胞,它们之间的相互作用在维持血管正常的生理功能以及心血管疾病的发生发展过程中至关重要.为真实模拟ECs与SMCs体内条件下的位置关系与生长状态,人们建立了多种共培养系统.介绍当前几种常用的能够加载流动剪切力的共培养系统,并分别比较其优势与不足;简要总结剪切力条件下ECs与SMCs相互作用对ECs与SMCs表型与分布、SMCs生长与迁移、ECs表面相关黏附分子表达的影响.研究表明,一氧化氮(NO)、细胞因子、microRNA等可以作为信号分子介导ECs与SMCs之间的相互作用.
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流动剪切应力下体外培养人体滋养层细胞的迁移和β1整合素表达
目的 在人胎盘发育过程中,滋养层细胞群体侵入子宫内膜的毛细血管,并沿母体脉管系统逆流迁移,终停留在母体螺旋动脉对其结构进行重构.本文目的 是验证我们的推测:血液流动剪切力可以调摔人体滋养层细胞黏附分子β1整合素的表达,从而影响滋养层细胞的迁移.方法 体外培养人体胚胎滋养层细胞,测量流动剪切力下滋养层细胞的迁移和β1整合素表达,所加载的剪切力大小为0,75,150和300 Pa 4个水平,时间24 h.结果 在剪切力作用下,滋养层细胞迁移活性随剪切力的增高而显著增加,在流动剪切力方向存在优势性的迁移.同时,剪切力还增加了β1整合素的表达.结论流动剪切力的参与调节了滋养层细胞β1整合素的表达,从而可影响滋养层细胞的迁移.
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低密度脂蛋白对血管内皮细胞骨架及粘附能力的影响
目的研究低密度脂蛋白(LDL)诱导的血管内皮细胞脂质及细胞骨架的改变及其对内皮细胞粘附的影响.方法不同浓度LDL(0 mg/L,50 mg/L,100 mg/L,150 mg/L)孵育内皮细胞24 h.采用高效液相色谱法检测细胞内胆固醇酯;油红O检测细胞内脂质;FITC标记的鬼笔环肽进行F-actin纤维荧光标记;流室系统检测生理剪切流场下(1.5Pa)内皮细胞的粘附.结果不同浓度LDL(50 mg/L,100 mg/L,150 mg/L)均导致细胞内胆固醇酯含量增加,其结果分别为(80.3±1.5)μg/g,(115.5±2.2)μg/g和(160.6±3.2)μg/g,与对照组(61.3±1.6)μg/g相比P＜0.05;油红O染色内皮细胞内脂质含量明显增加.荧光染色发现,对照组内皮细胞的F-actin纤维主要富集在相邻细胞膜的周边,细胞质中未见密集的F-actin纤维;随着LDL浓度的增加,内皮细胞内F-actin纤维形态和分布发生明显的改变,出现应力纤维;在高浓度LDL下,大部分细胞周边的F-actin纤维消失,胞质中出现密集的应力纤维.在生理剪切流场下,高浓度LDL降低内皮细胞的粘附与保留,150 mg/L组内皮细胞的粘附与保留仅50%±10%,对照组为93%±5%.结论LDL增加内皮细胞中脂质含量,损伤细胞骨架,降低内皮细胞的顺应性,降低内皮细胞的粘附.
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流体剪切力调节内皮细胞组织因子表达的初步探讨
目的探讨流体剪切力调节内皮细胞组织因子(tissue factor,TF)表达的机制.方法将脐静脉内皮细胞置于平行板流动腔中接受1.2 Pa(1 dyn/cm2=0.1 Pa)剪切力作用20 min后,采用凝胶电泳迁移率改变法(electorphoreticmobility shift analysis,EMSA)和蛋白免疫印迹分析(Western Blot,WB)检测转录因子Egr-1和Sp1在TF基因表达过程中的表达情况.结果(1)静止组可见Sp表达而无Egr-1表达;(2)剪切力组Sp1磷酸化水平和Egr-1表达水平均明显增高;(3)EMSA显示,对于Sp1/Egr-1结合位点,Egr-1对Sp1具有较强的竞争抑制作用.结论流体剪切力调节TF基因表达过程中,不同转录因子起着不同的作用:Sp1主要维持内皮细胞TF基因的基础表达;Egr-1竞争靶位点上的Sp1和磷酸化Sp1可能共同参与流体剪切力诱导TF基因表达.
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流体低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的细胞内信号转导途径分析
目的 利用流室系统,体外研究低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的胞内信号转导途径.方法 以培养的人脐静脉内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVECs)为研究对象,采用定量RT-PCR检测HUVECs经低剪切力(0.42 Pa)刺激后IL-8基因的表达情况及多种阻断剂对其的干预作用.结果 (1)KT5720(蛋白激酶A抑制剂)、Neomycin(磷脂酶C抑制剂)、Calphostin C(蛋白激酶C抑制剂)、Tyrphostin-25(酪氨酸蛋白激酶抑制剂)均不同程度地抑制低剪切力对内皮细胞IL-8基因的上调;(2)Ca2+可促进低剪切力上调内皮细胞IL-8 mRNA表达;(3)非水解的GDP类似物-GDPβS亦可抑制低剪切力诱导的内皮细胞IL-8基因的上调;(4)蛋白激酶G抑制剂-KT5823对低剪切力诱导的IL-8基因表达无明显影响.结论 低剪切力上调内皮细胞IL-8基因表达的胞内信号转导途径非常复杂,涉及到多种信号分子.
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内皮细胞力学实验图象定量分析系统
体外培养的内皮细胞在剪切力环境中会由起始的无规则多边形逐渐沿剪切力方向伸长,后表现为梭形,细胞长轴与剪切力方向一致.细胞的方向性改变和伸长是它对剪切力的一种适应性改变,这种改变被认为可以减轻细胞的机械荷载,从而保护细胞自身免受剪切力引起的损伤.定量研究力一细胞生长的关系,需要一些力学形态学的指标来刻画细胞在机械力刺激下的形状变化.为了定量分析内皮细胞在剪切力作用下的形态学变化,测量我们提出的一些力学形态学指标,我们开发了一套计算机图象定量分析系统.
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剪切力对鼠脑微血管内皮细胞膜电流和细胞骨架的影响
血管内皮细胞衬覆于心血管内腔面,它形成了血液与组织之间的通透屏障,其功能的异常还与动脉硬化、高血压、血栓形成等心脑血管疾病有直接关系.它在整个生命过程中始终受到血管中血液的流体力学作用,力学作用是如何作用于细胞并引起细胞内部的生化反应已成为研究的热点,也是揭示疾病病因的重要一步.
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活体血栓形成机理研究进展
活体血管壁损伤和损坏引起血栓的形成机制很复杂,涉及到血液和血管性质及局部的血液流动等诸多因素.本文论述了活体血栓形成的研究意义、内容、进展及其相应的基本理论与实验研究方法,重点评述了信号转导和血液动力学在活体血栓形成中的重要作用,分析了活体动物模型中的难点,并归纳了该领域内若干可供探索的途径和新方向.
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线性变剪切流槽测定细胞在材料表面的黏附
本文介绍了一种平行板式线性变剪切流槽,其剪应力的大小沿流槽长度方向线性变化.这是基于两平行板间的Hele-Shaw 流理论.流槽厚度远小于流槽长度,而且是小雷诺数二维不可压缩流动,计算得出,从流槽入口到出口,流体剪应力呈线性递减.这样就实现了在一种流动腔中有不同的剪切力作用在细胞上,而不用改变流槽厚度和流量,大大提高实验效率.
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微载体颗粒在旋转壁式生物反应器内的运动与受力分析
微载体悬浮培养是贴壁细胞的一种常见培养方式,在大多数传统的生物反应器中一般都有搅拌装置,这样会带来较高的剪切力并且极易导致湍流,容易使待培养的细胞受到损伤.
