摘要：背景:水凝胶材料支架是三维培养细胞的理想材料之一,但水凝胶内部密集的网络结构对细胞增殖及舒展有明显抑制作用,水凝胶支架内部的多孔结构对上述问题有明显改善。目的:探讨以甲基丙烯酸酐化明胶为支架材料、聚环氧乙烷溶液为造孔剂构建三维载细胞多孔水凝胶支架的方法,以及多孔水凝胶支架对细胞行为的影响。方法:制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶溶液与聚环氧乙烷溶液,将二者分别以4∶1、3∶1、2∶1、1∶1的体积比混合,加入骨髓间充质干细胞,设计构建可载细胞的三维多孔水凝胶支架,表征支架的微观形貌与力学性能,利用活死染色观察细胞相容性、细胞骨架染色观察细胞形态。结果与结论:(1)扫描电镜下可见,各组支架截面呈均匀分布的多孔结构,各孔隙之间相互连通,孔隙呈类椭圆形或类圆形,随着聚环氧乙烷溶液比例的增加,支架的孔径及孔隙率增加;(2)多频应变曲线显示,各组支架的应变均可达到40%以上,其中体积比1∶1支架的应变可达到60%;随着聚环氧乙烷溶液比例的增加,支架的储能模量下降,其中体积比1∶1支架的力学强度较差,仅能勉强维持支架的形态;(3)体外培养14 d的活死染色显示,各组支架内的细胞存活率均>85%;(4)体外培养14 d的细胞骨架染色显示,体积比3∶1支架中大部分细胞呈短梭形,体积比2∶1、1∶1支架中的细胞呈星形或长梭形,细胞间建立了广泛的连接;(5)结果表明,三维载细胞多孔水凝胶支架有利于骨髓间充质干细胞的舒展和增殖,其中体积比为2∶1的支架兼顾了力学强度及生物学性能,是较为理想的三维细胞培养平台。

摘要：近年来,随着细胞力学行为相关研究的深入发展,细胞与微环境的物理力学联系不断被揭示.细胞力学刺激与响应已被充分证明在微观的细胞铺展、迁移、增殖、分化等行为,以及宏观的胚胎发育、组织形成、疾病发展等至关重要的生物过程中扮演决定性角色.与细胞力刺激相关的刚度、形貌、配体分布等物理性能也因此成为生物材料设计的重要参数.然而,这些静态的物理参数怎样给予细胞力学刺激,细胞又是怎样感受微环境中的机械力学性能,这是一个有趣的话题.本文详细介绍了细胞的力学响应机制,突出了细胞内作用力在细胞力学响应过程中的决定性作用;从分子生物学角度阐述了细胞内力的传递与力学信号转导过程;借此助力生物材料领域学者对细胞与生物材料相互作用的理解,推动细胞与分子生物力学的发展以及新型生物材料的研究与开发.

摘要：以某公司生产的大型机床床身铸件为研究对象,研究通过在床身铸件铸造过程中,应用高频振动工艺控制铸件的凝固过程,改善铸件的金相组织和相组成均一性,进而改善床身铸件的尺寸精度。通过高频振动对大型床身铸件进行凝固晶粒细化消除内应力根源,同时应用热处理时效进一步进行应力消除,再利用盲孔法检测铸件的残余应力。利用扫描电镜(SEM)观察材料的显微结构,并进行相应的相结构和成分分析。结果显示,床身铸件应用振动凝固工艺,有效地消除工件内部的残余应力,经振动凝固可有避免凝固过程中的残余应力28.72%。床身铸件经热时效处理后,应力消除92.64%。综合应用振动凝固工艺及热处理时效之后,其II类残余应力有效消除≥95%。它为生产该类型产品提供技术参考和指导。