剪切应力诱导血小板聚集

剪切应力诱导血小板聚集（shear-induced platelet aggregation, SIPA）是指在高剪切流场诱导下血小板表面的膜糖蛋白（GPⅠb/Ⅸ/Ⅴ和GPⅡb/Ⅲa）与血浆中的von Willebrand因子（vWF）相结合,介导血小板的活化、黏附和聚集,是动脉血栓的重要成因.SIPA还需要Ca2+,ADP/ATP等生化因素的参与,因而SIPA现象是生化因素和力学因素偶合作用的结果.细胞外Ca2+是高剪切应力诱导血小板发生聚集的必需条件,Ca2+的跨膜内流引起细胞骨架结构的改变和GPⅡb/Ⅲa的活化.近来对ADP/ATP位于血小板膜上的P2受体的研究表明,P2受体与细胞内Ca2+协同作用通过多种生化途径调控血小板的活化过程在SIPA的信号传导中起着关键的作用.从力学环境与生化反应的偶合关系入手研究SIPA现象的触发机制,深入研究SIPA现象中的信号转导通路是今后的研究热点之一.     

血管壁剪切应力系统及用于内皮细胞与白细胞粘附的研究

本文建立了对血管壁上的内皮细胞施加剪切应力的系统。通过对系统中的血管内流场分析表明,该系统中的血管段的中间部分作为研究剪切应力对内皮细胞作用,以及研究内皮细胞与其它细胞粘附力的场所是比较理想的。采用该系统对在体内皮细胞研究发现：当对内皮细胞施加２８ｄｙｎ／ｃｍ２的剪切应力时,内皮细胞并未出现暴发性释放前列环素的现象,前列环素释放水平略有升高（０．４１±０．０５ｎｇ／ｃｍ２ｍｉｎ）以后呈线性下降并稳定在一定水平上（０．１７±０．０４ｎｇ／ｃｍ２ｍｉｎ）。在２８ｄｙｎ／ｃｍ２剪切应力下,受机械损伤的内皮细胞和动脉粥样硬化的内皮细胞仍能与较多白细胞粘附,而在正常内皮细胞和去掉内皮细胞的动脉壁几乎无白细胞粘附,说明在内皮细胞受损或动脉粥样硬化时,内皮细胞与白细胞的粘附增强     

含羞草(Mimosa pudica L.)叶片匀浆悬浮液的滞后环

由于受力后叶子立即发生运动 ,含羞草是一个研究力对于生物细胞作用的良好模型。在以往的研究中 ,人们认为此种现象与受力后渗透压改变、离子通道被激活、细胞骨架的动态变化有关。该文旨在通过观察含羞草叶片和叶柄匀浆悬浮液的应力 切变率滞后环变化 ,揭示含羞草的力学性质。在用于比较的含羞草、叶下珠和猪骨骼肌匀浆悬浮液以及水 4个系统中 ,只有含羞草系统具有明显的逆时针滞后环轨迹 ,而其它的 3个系统均不存在。以上结果提示 ,在含羞草的匀浆悬浮液系统中 ,有一种或多种物质 (可能是蛋白质和细胞骨架 )在剪切应力作用过程中由颗粒状结构向网状结构转变 ,由无序结构向有序结构转变 ,由液体结构向黏弹性状态转变 ,而当力撤除以后再缓慢恢复。     

β-TCP支架体外构建组织工程骨及其流体力学研究

骨髓基质干细胞在β-tricalciumphosphate(β-TCP)支架上分别进行了1、2和4周的三维动态培养,对支架上不同时间和部位的细胞面积/微孔面积及支架动态培养的流体环境进行了研究.研究表明,第1周细胞在支架大部分孔道内粘附生长并出现一定区域的单细胞层和多细胞层,第2周部分区域的部分孔道已填满了细胞并出现多细胞层,第4周大部分孔道几乎填满了细胞,主管道内壁出现了较多的细胞生长.同时发现,支架上各个区域细胞粘附面积不等,部分区域无细胞存在,有的部位2周后细胞逐渐减少.为了研究支架各个位置细胞増殖与流速、剪切应力的关系,建立了支架随机孔道结构的流体分析模型,通过支架上流速和剪切应力分布探讨实验中细胞分布现象的机理.结合计算和实验发现,流体能流到的部位几乎都有细胞生长,细胞生长较快的部位速度大多集中在0.24～0.53mm/s,剪切力大多在0.0050～0.023Pa,主管道底部及靠近进口的部位可能存在由于过大的剪切力影响细胞生长的区域.上述结果在一定程度上反映了细胞-支架-流体三者在成骨转化过程中的作用,对指导体外灌注培养的流量确定、灌注工艺及骨转化动力学研究有重要的意义.     

大规模植物细胞培养生物反应器

在已知的3万多种天然物质中有80％来源于高等植物。美国每年从植物中提取的药品总价值和全世界从植物中提取的香料品总价值分别为90和15亿美元。同天然栽培法相比,利用植物细胞培养(PTC)技术生产医药、食品、化妆品等工业用重要化合物具有明显的优点。     

剪切应力对血管内皮细胞NO合成酶活性的影响及其机理探讨

目的：观测流体剪切应力对血管内皮细胞ＮＯ合成酶（ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅｓｙｎｔｈａｓｅ,ＮＯＳ）活性的影响并探讨其发生机制。方法：采用Ｇｒｉｅｓｓ 方法测定不同流体剪切应力作用下血管内皮细胞中ＮＯＳ活性的变化;并观测多种ＮＯＳ干预物质对这种变化的影响。结果：剪切应力显著提高血管内皮细胞中ＮＯＳ活性;地塞米松（ｄｅｘａｍｅｔｈａｓｏｎｅ）实验表明,剪切应力这种作用主要是通过对结构型ＮＯＳ活性的增强实现的,且具有明显的剂量和时间依赖性;放线菌酮（ｃｙｃｌｏｈｅｘｉｍｉｄｅ）非特异性地抑制细胞中ＮＯＳ酶蛋白合成,但ｃｙｃｌｏｈｅｘｉｍｉｄｅ 处理组中受剪切应力作用细胞ＮＯＳ活性仍显著高于其对照细胞,仅升高幅度明显降低。Ａ２３１８７ 处理后细胞中ＮＯＳ活性升高约达２ 倍,其中剪切应力作用细胞的ＮＯＳ活性显著高于其对照,但这种变化程度亦较Ａ２３１８７ 未处理组明显减小。结论：剪切应力显著提高血管内皮细胞ｅＮＯＳ活性：ｅＮＯＳ酶蛋白合成增加和细胞内Ｃａ２＋ 浓度的升高在剪切应力对血管内皮细胞ＮＯＳ活性的调节机制中具有重要意义     

剪切应力下内皮细胞内皮素及其mRNA的表达

应用Ｎｏｒｔｈｅｒｎ印迹方法研究高血压（ＳＨＲ）和正常（ＷＫＹ）大鼠脑微血管培养内皮细胞,在剪切应力０、０．５、１、２Ｐａ作用下２４ｈ后检测内皮素及其基因ｍＲＮＡ表达上的区别。结果表明,在剪切应力０、０．５、１Ｐａ下,ＷＫＹ大鼠的内皮细胞随着剪切应力加大,其内皮素水平及其基因的ｍＲＮＡ的表达均比ＷＫＹ相应组的为高。在剪切应力２Ｐａ时,ＷＫＹ和ＳＨＲ大鼠的内皮细胞内皮素及其基因的ｍＲＮＡ表达水平不同     

剪切应力环境下的内皮祖细胞对肝星状细胞增殖和生物功能的影响

目的：研究流体剪切应力条件下的内皮祖细胞（EPCs）对肝星状细胞（HSCs）增殖、粘附、迁移、凋亡等生物学功能以及成纤维化因子α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）、胶原I （Col-I）、胶原III （Col-III）表达的影响。方法：将HSCs与EPCs分别接种于共培养小室的上层和下层,共培养24 h后,给EPCs细胞施加12 dyne/cm²剪切应力,持续24 h。消化细胞,采用CCK-8法检测HSCs的增殖;流式细胞术检测HSCs的凋亡率;细胞贴壁法检测HSCs的粘附功能;Boyden小室检测HSCs的迁移;荧光定量PCR法及Western blot分别检测HSCs的α-SMA、Col-I、Col-III mRNA和蛋白质的表达情况。结果：在剪切应力条件下,EPCs生态小境能明显抑制HSCs的增殖、粘附和迁移能力,促进HSCs凋亡,下调HSCs中Col-I、Col-III mRNA和蛋白质的表达。结论：在剪切应力条件下,EPCs生态小境对HSCs纤维化的发展具有一定抑制作用。     

剪切应力对毛细血管内皮细胞代谢的影响

建立的平行平板流协腔装置适用于研究血管内皮细胞代谢对剪切流场的响应。将培养的人胚肾小球血管单层内皮细胞置于剪应力分别为５＊１０＾－５Ｎ／ｃｍ＾２,１＊１０＾－４Ｎ／ｃｍ＾２和１．５＊１０＾－４Ｎ／ｃｍ＾２的定常层流中剪切２５小时。     

犬不同血管搭桥方法及搭桥血管内流场的计算机数值模拟

目的血管搭桥术后的内膜增生往往导致手术失败,而内膜增生与搭桥血管内的流场密切相关,为改善搭桥血管中的流场结构,作者设计了偏心搭桥手术方法,利用计算机数值模拟技术,探索偏心搭桥和传统搭桥血管中流场的变化,为血管搭桥方法提供优化设计方案。方法16只犬随机分为偏心搭桥组和传统搭桥组进行血管搭桥,测定搭桥前后血管几何数据,搭桥后近心端及远心端吻合口血流量和血压。按测定的血管几何数据,FLUENT 6.2模拟搭桥血管内的流场。结果偏心搭桥近心端和远心端吻合口不在同一平面。传统搭桥中,主体动脉远心端吻合口对应面处存在一个较低壁面剪切应力（WSS）区域及流体停滞点,离脚跟较近的一部分流体会形成涡漩,血流进入主体动脉后,还会表现出迪恩涡二次流;偏心搭桥中,主体动脉吻合口对应面上的低WSS区域和流体停滞点消失,血流接触到吻合口底面后,以切向旋转的方式改变其流动方向,不会形成涡漩,且当血流进入主体动脉后,立即发生螺旋流态且能持续很长一段。结论偏心搭桥能够产生血液旋动流,显著增加远心端血流量、提高WSS。