骨髓間充質干細胞(BMSCs)作為一種具有多向分化潛能的干細胞廣泛地運用于組織再生工程中。在促BMSCs向心肌樣細胞分化的過程中,我們探討周期性雙軸力學應變對其的影響。本實驗分為三組:力學應變組,將大鼠BMSCs(rBMSCs)接種于硅膠膜上,施加應變大小10%、頻率1 Hz力學應變,持續時間分別為6、12、24 h;空白對照組,將rBMSCs接種于硅膠膜上,用完全培養基培養;基底對照組,將rBMSCs接種于六孔板中,用完全培養基培養。兩組對照組分別于力學應變組加力相同時間點收集樣本。通過實時熒光定量PCR方法檢測各組rBMSCs的GATA4和肌細胞特異性增強因子-2C(MEF-2C)的mRNA表達,并利用Western blot方法檢測各組rBMSCs的縫隙連接蛋白43(Cx43)的表達。本實驗結果表明,不同持續加力時間的力學應變組的GATA4、MEF-2C的mRNA表達量以及Cx43的蛋白表達量比相應的空白對照組明顯增高(P＜0.05)。本研究提示,體外周期性雙軸力學應變可以促進rBMSCs向心肌樣細胞分化,但其具體機制尚未明確。
設計一種新型的冷凍水浴型夾具,用于解決大鼠跟腱力學測試的問題。以SD大鼠肌肉-跟腱-跟骨為單元的樣本隨機分成A、B兩組。A組:大鼠跟腱樣本采用設計的新型水浴型冷凍夾具;B組:大鼠跟腱樣本采用傳統非水浴冷凍夾具。結果顯示,在力學測試過程中,A組樣本無一滑脫,跟腱處于生理活性狀態;B組樣本有一根滑脫,其他樣本跟腱有明顯被冷凍現象。A組樣本平均最大應力、最大斷裂點位移以及楊氏模量較B組差異均有統計學意義(P＜0.05)。實驗結果表明,新的冷凍水浴型夾具優于傳統非水浴條件冷凍夾具,能夠更好地模擬體內環境條件測試跟腱的力學性質。
心臟瓣膜力學特性的研究可為心臟瓣膜修復手術的研究和人工瓣膜材料的研制提供重要理論基礎。本文對心臟瓣膜力學特性研究方法的現狀進行介紹,闡述了心臟瓣膜一維拉伸實驗、二維拉伸實驗的方法和特殊要求,討論了幾種心臟瓣膜本構模型的建立方法,最后展望了心臟瓣膜力學研究的發展方向。
探討體外雙軸拉伸應變對大鼠骨髓間充質干細胞（rBMSCs）向成骨細胞分化的影響。分離4周齡SD大鼠BMSCs，將P3～P4代rBMSCs接種于DMEM-LG完全培養基的雙軸拉伸應變細胞培養小室中。當細胞生長至亞融合狀態后，給予細胞施加拉伸應變，頻率為1 Hz，應變幅度為1%、2%、5%，每個應變幅度均分別加載2 h/d、4 h/d、6 h/d，連續作用3 d。以未受拉伸應變的rBMSCs為空白對照組。以未受拉伸應變，含100 nmol/L雌二醇（E2）培養的rBMSCs為陽性對照組。通過實時熒光定量PCR和Western blot方法檢測各組rBMSCs的堿性磷酸酶（ALP）、Ⅰ型膠原（ColⅠ）、Runt相關轉錄因子-2（Runx2）、骨鈣蛋白（OCN）mRNA和蛋白的表達量。實驗結果表明：（1）E2組rBMSCs中Runx2、ColⅠ、ALP、OCN mRNA及蛋白表達量均明顯高于空白對照組（P＜0.05）；（2）1%拉伸應變組rBMSCs中ALP、Runx2 mRNA和蛋白表達量均明顯高于空白對照組（P＜0.05），但與E2組相比明顯降低（P＜0.05）；（3）2%拉伸應變組rBMSCs中ALP、ColⅠ、Runx2、OCN mRNA和蛋白表達量均明顯高于空白對照組（P＜0.05），其中，加載時間4 h/d組rBMSCs中ColⅠ、Runx2 mRNA和蛋白表達量明顯高于E2組（P＜0.05）；（4）5%拉伸應變組，加載時間2 h/d、4 h/d組rBMSCs中ALP、ColⅠ、Runx2 mRNA和蛋白表達量均明顯高于空白對照組（P＜0.05），與E2組相比，加載時間4 h/d組的ColⅠ、Runx2 mRNA和蛋白表達量也明顯上調（P＜0.05）。本實驗結果提示，雌二醇和體外雙軸拉伸應變均可以誘導rBMSCs向成骨細胞分化，且拉伸應變幅度2%、加載時間4 h/d時，促rBMSCs成骨分化的作用最強。
目的探討周期性拉伸應力對人椎間盤軟骨終板干細胞（cartilage endplate-derived stem cells，CESCs）成骨分化的影響。 方法利用瓊脂糖懸浮培養系統從人退變椎間盤軟骨終板中分離CESCs。取部分軟骨終板組織用于免疫組織化學染色。采用Flexercell-4000TM應力加載系統對接種于培養板內的第3代CESCs分別施加1、6、12、24 h的拉伸刺激（實驗組），拉伸率為10%，頻率1 Hz；以同樣條件接種于培養板不進行牽拉的靜態培養細胞為對照組。加載完成后，Western blot檢測CESCs中BMP-2蛋白的表達變化；實時熒光定量PCR檢測Runx2、ALP及SOX9基因的表達變化。 結果免疫組織化學染色提示BMP-2蛋白表達于軟骨細胞。Western blot檢測示，10%的持續周期性拉伸應力可上調CESCs中BMP-2蛋白相對表達量，除1 h外，實驗組其余各拉伸時間點BMP-2蛋白相對表達量與對照組比較差異均有統計學意義（P＜0.05），并具有時間依賴性。實時熒光定量PCR檢測示，周期性拉伸應力上調了Runx2和ALP mRNA表達，下調了SOX9 mRNA表達，實驗組拉伸12、24 h的Runx2和ALP mRNA相對表達量及拉伸6、12、24 h的SOX9 mRNA相對表達量與對照組比較差異均有統計學意義（P＜0.05），并具有時間依賴性。 結論周期性拉伸應力作用于體外培養的CESCs，可通過調節部分成骨相關基因的表達誘導CESCs向成骨方向分化。
在臨床操作中，手術縫合線的斷裂、結的滑脫和縫合線對組織的撕裂是造成傷口縫合失效的主要原因。基于此，本文在生物材料試驗機上模擬縫合打結過程，研究了絲線、聚乳糖酸 910 縫合線和聚丙烯縫合線打結前后的拉伸、松弛和線-線界面的摩擦性能。結果表明，打結使縫合線的拉伸性能降低。其中聚乳糖酸 910 縫合線拉伸強度最大，聚丙烯縫合線延伸率最大；在松弛過程中，縫合線在初始 2 h 松弛量最大，松弛量從小到大為：聚乳糖酸 910 縫合線、絲線、聚丙烯縫合線。涂層和單絲結構均能有效降低縫合線表面粗糙度，從而減小線-線界面的摩擦力；線-線界面的摩擦力隨載荷增加而增加，而與摩擦速度無關。研究結果為優化縫合線設計和縫合打結操作提供了重要的理論基礎。
動脈組織的力學性能對于維持心血管健康具有重要意義，并與心血管相關疾病的發生發展密切相關。主動脈腹側和背側組織力學性能之間存在顯著差異，但缺乏量化的力學性能參數，且其成因尚不清楚。本文以豬降主動脈腹側與背側組織為研究對象，通過雙軸拉伸方法獲取應力-應變曲線，分析組織正交各向異性，采用 Gasser-Ogden-Holzapfel 型應變能函數描述動脈組織力學性能參數，采用 Elastic Van Gieson（EVG）法和天狼星紅染色法觀測動脈組織彈性纖維和膠原纖維顯微結構。結果表明，與降主動脈腹側組織相比，降主動脈背側組織表現出更明顯的正交各向異性，且在周向上的彈性模量明顯大于降主動脈腹側組織。降主動脈腹側和背側組織的超彈本構參數之間差異均無統計學意義，但幾乎所有降主動脈組織的纖維角度都小于 0.785 rad（45°），膠原纖維的排列更趨于周向。EVG 和天狼星紅染色顯示降主動脈腹側外-中膜彈性纖維層密度明顯高于背側組織，外-中膜膠原纖維背側多于腹側。結果提示，豬降主動脈背側組織與腹側組織之間的力學性能差異與外-中膜組織中的微觀結構有關。在相對較小的應變范圍內，可忽略降主動脈腹側與背側組織力學性能的差異；當應變較高時，則需區別對待。本研究結果可為動脈疾病（如動脈夾層）的成因以及人工血管設計等提供數據參考。
目的探討基于拉伸指數模型的擴散加權成像（DWI）診斷進展期肝纖維化的臨床價值。方法回顧性收集 2015 年 6 月至 2020 年 2 月期間在成都醫學院第一附屬醫院行肝臟 DWI 檢查并經病理學檢查證實的不同程度肝纖維化的慢性肝病患者，另收集同期同院行上腹部磁共振檢查且無肝臟疾病或影響肝功能疾病的患者而需做上腹部磁共振檢查的患者作為對照。計算單指數模型擬合的表觀擴散系數（ADC）和拉伸指數模型擬合的擴散分布系數（DDC）和擴散異質性指數（α）。肝纖維化分期標準采用 Metavir 評分系統。比較不同患者間 ADC、DDC 及 α 值的差異，采用受試者工作特征曲線下面積（AUC）分析這 3 個定量參數對進展期肝纖維化的診斷效能。結果本組共收集慢性肝病患者 42 例，其中輕度纖維化（S1–S2）16 例和進展期纖維化（≥S3）24 例；對照患者 15 例。輕度和進展期纖維化患者的 ADC、DCC 和 α 值均明顯低于對照患者（P<0.05）。ADC、DCC 和 α 值診斷肝纖維化（≥S1）的 AUC 值分別為 0.915、0.974 和 0.835，在診斷進展期肝纖維化（≥S3）的 AUC 值分別為 0.744、0.869 和 0.758，但是這 3 個指標的 AUC 值比較差異均無統計學意義（P>0.05）。結論基于拉伸指數模型的定量參數 DDC 對進展期肝纖維化的診斷具有一定的價值。
特發性肺纖維化（IPF）是一種進行性瘢痕形成的疾病，死亡率高，已引起廣泛關注。上皮間質轉化（EMT）是肺纖維化進程中重要的一環，而肺組織生物力學特性的變化對其有重要影響。本文總結了近年IPF-EMT中肺組織生物力學微環境的變化規律，并對肺纖維化中力學微環境的改變對EMT進程的影響、力學因素對EMT肺泡上皮細胞行為的影響和EMT中生物力學信號的傳導進行了系統綜述，以期為IPF的防治研究提供新的參考。