摘要：非水相固定化生物催化技术有效拓宽了生物催化过程研究的应用范围。本文分别介绍了水-有机溶剂两相以及离子液体、超临界流体、质子惰性有机溶剂和深低共熔溶剂等新型非水相介质以及无机和高分子载体及无载体固定化技术在生物催化研究中的应用进展。展现了各种非水相介质与固定化技术对底物溶解度、酶的稳定性及产物产量等性能的促进作用,体现了其对酶活及生物催化反应的选择性等方面的不利影响,而且突出显示了非水相介质与固定化技术的结合是提高酶和微生物的活性、稳定性与选择性等性能的一个有效手段,再通过生物反应器的选择或设计以及工艺优化,有助于一些生物催化过程更高效地实现工业化。

摘要：采用静电液滴工艺,以胰岛素、血红蛋白为药物模型,以海藻酸钠为载体材料,通过减小原料液表面张力,改善电场力分布,制备了粒径d≤10μm的蛋白质微球载体,通过正交设计对微球粒径的影响因素进行了显著性分析,并考查显著因素对微球粒径及药物包封率的影响规律.结果表明,胰岛素、血红蛋白微球平均粒径分别为9.3和7.8μm,球形度优良,粒径分布的平均标准偏差SD=1.61;输出电压U、锐孔孔径D、锐孔至凝胶浴液面距离δ是影响微球粒径的显著因素,粒径随U增大或D减小而减小,药物包封率>70%;信度α=0.05,α=0.1时的微球粒径分布区间为(6.2545,10.1735)和(6.6022,9.8258).

摘要：目的制备蛋白质药物非注射给药载体。方法以生物相容性优良的海藻酸盐为载体材料,以血红蛋白为药物模型,通过设计凝胶浴配方,采用静电液滴形成工艺制备包封蛋白质药物的微球载体。结果微球球形度优良,粒径分布窄,蛋白质包封率达到95%。结论采用静电液滴工艺实现了蛋白质在海藻酸盐微球中的高效包封,为在微球表面形成均匀控释膜、制备粒径≤10μm蛋白质药物的口服给药微球载体奠定了基础。

摘要：非水相细胞催化可提高水不溶化合物溶解度,改变热力学平衡以利于产物合成,是生物催化的重要组成部分。本文介绍了非水相细胞催化体系中溶剂和催化剂的筛选,如lgP值法和以产物高萃取率为目标的计算机辅助分子设计,以及催化剂的溶剂耐受性;综述了提高非水相细胞催化活性的方法,包括极端微生物的筛选和构建、细胞固定化等,以及非水相细胞催化反应在香料、药物及药物中间体等方面的应用现状;最后从生物学和工程学角度展望了非水相细胞催化研究的努力方向。

摘要：背景:微囊化基因工程细胞移植治疗需要制备大量的细胞活性良好、重组蛋白表达量高的生物微胶囊,体外培养和冷冻保存是生物微胶囊制备过程中两个重要的环节。目的:考察体外培养时间和冷冻保存对微囊化细胞在动物体内生长和内皮抑素表达的影响及体外培养时间对微囊化细胞冷冻保存的影响。设计、时间及地点:于2006-04/10在大连化学物理研究所生物医用材料实验室完成实验。材料:海藻酸钠与聚赖氨酸为美国Sigma公司产品。方法:将微囊化的重组内皮抑素细胞分装于24孔板中;每孔分装0.1mL微胶囊,加入DMEM/F12培养液2mL。微囊化细胞在37℃、体积分数为0.05的CO2培养箱中培养。每2d采用MTT法测微囊内的活细胞密度,并收集培养上清测内皮抑素表达量。主要观察指标:微囊化细胞生长情况和内皮抑素表达量。结果:体外培养时间对微囊化细胞在动物体内生长、内皮抑素表达和微囊稳定性具有较大的影响,体外不培养和培养4d的微囊化细胞在小鼠腹腔内生长良好、内皮抑素表达量高,并且微囊稳定性好,而体外培养8d的微囊化细胞在移植后的第26天破裂。体外培养时间对微囊化细胞冷冻保存也具有较大的影响,体外培养4和8d的微囊化细胞在液氮中冷冻保存40d,复苏后细胞生长良好、内皮抑素表达量高,而冻存前未经过体外培养的微囊化细胞,复苏后细胞几乎全部死亡。结论:生物微胶囊在体外比较适宜的培养时间为4d。并且冷冻保存对微囊化细胞在动物体内生长、内皮抑素表达和微囊稳定性没有显著的影响。

摘要：背景:帕金森病系中脑黑质多巴胺能神经元变性,使纹状体内多巴胺减少而出现一系列临床症状。将分泌多巴胺的细胞或转染多巴胺合成限速酶基因的细胞进行脑内移植,能一定程度地逆转或改善症状,但存在免疫排斥的问题。目的:探讨在不使用免疫抑制剂的情况下,应用免疫隔离的方法进行细胞移植治疗帕金森病大鼠,观察微胶囊的生物相容性及其机械强度。设计:随机对照实验。单位:中国科学院大连化学物理研究所生物技术部生物医用材料工程组,吉林大学第二医院神经内科。材料:实验于2003-08/2004-02在吉林大学第二临床学院动物实验中心完成。选择雄性Wistar大鼠40只。PC12细胞由中国科学院上海细胞生物学研究所提供。方法:在纹状体内注射6-羟多巴胺盐溶液制备帕金森病动物模型。其中制备模型成功大鼠25只,随机分为微囊化细胞移植组12只:将25μL的微囊化细胞悬液(相当于2.5×104个细胞)分两点定位注射到动物模型右侧(损毁侧)纹状体内。非微囊化细胞移植组7只:植入25μL裸PC12细胞悬液(相当于5×104个细胞)。空微胶囊移植组6只:植入25μL的空微胶囊悬液。各组大鼠在移植后第7天注射阿朴吗啡(0.05mg/kg),然后记录每只大鼠的旋转行为,1次/周,共12周。术后12周处死大鼠,取脑组织进行病理学观察,回收微胶囊观察生物相容性和免疫隔离作用。主要观察指标:①微胶囊在大鼠纹状体内的生物相容性。②微胶囊的免疫隔离作用。③各组大鼠移植前后平均旋转圈数。结果:进入结果分析25只,其余均为模型制备不成功而脱落。①微胶囊的生物相容性:回收的海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠微胶囊,形态完整,表面光滑,无炎细胞浸润。②微胶囊的免疫隔离作用:微胶囊内的PC12细胞继续增殖,部分形成了细胞团。③各组大鼠移植前后平均旋转圈数:移植前各组大鼠的单侧旋转记录无明显不同(P>0.05)。微囊化细胞移植组移植2周后平均旋转圈数明显低于移植前,甚至停止旋转,症状的改善保持至移植后12周。非微囊化细胞移植组的平均旋转圈数也明显低于移植前,但8,12周又有上升趋势,与移植前无明显变化(P>0.05)。空微胶囊移植组移植前后的旋转圈数基本一致。结论:①海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠微胶囊有良好的生物相容性和机械强度,在移植部位不引发炎症反应,并保持形态的完整性。②海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠微胶囊有免疫保护作用,包封的PC12细胞移植到帕金森病大鼠的脑内可以长期存活,继续保持正常的生理功能,通过合成和释放多巴胺,改善帕金森病大鼠的症状。

摘要：背景:骨软骨联合病变是骨科常见疾病,一直缺乏有效的治疗手段。目的:通过使用胶原膜联合自主研发的三维多孔钽金属支架,设计构建了一种新型的仿生骨组织工程复合体,并探讨其修复山羊大面积骨软骨缺损的效果。方法:将多孔碳化硅支架通过化学气相沉积技术制备成多孔钽金属,然后采用纤维蛋白黏合剂将胶原膜及自主研发的多孔钽金属进行界面结合,得到双相支架材料;在体外通过扫描电镜观察胶原膜及多孔钽的微观形貌,并通过能谱分析测定其组成成分;万能力学测试机进行双相支架材料的力学检测。32只雄性山羊采用随机数字表法分为4组,每组各8只,于左后肢建立骨软骨缺损模型(缺损面积直径为10 mm,深度为12 mm)。单纯骨软骨缺损组不做任何治疗,其余3组分别采用单纯胶原膜、单纯国产多孔钽金属、胶原膜/国产多孔钽金属双相支架修复。植入16周后进行大体观察及硬组织切片、染色,并进行定量分析。结果:扫描电镜观察结果表明,双相支架结合面均匀、光滑、牢固。能谱分析表明,胶原膜由碳、氧、钙3种元素组成,国内多孔钽金属主要由碳、硅和钽组成。该支架具有良好的抗压强度、抗拉强度、粘结强度和抗剪强度。植入山羊负重区大面积骨软骨缺损区16周后,国际软骨修复学会评分(ICRS)及改良O'Driscoll组织学评分结果显示,与单纯多孔钽金属组、单纯胶原膜组及单纯骨软骨缺损组相比,胶原膜/国产多孔钽金属双相支架组具有明显的骨软骨修复效果(P<0.05)。结论:本研究对于在负重区的大面积骨软骨缺损的成功修复显示了临床转化的潜能。为大面积骨软骨联合病变的临床治疗提供新的组织工程思路。