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[实验医学与生物学进展] || 具有光开关硬度响应的光响应水凝胶：研究间充质干细胞对细胞外硬度调控时间依赖性反应的新兴平台
摘要： 大量细胞-基质相互作用研究表明，基质硬度是调控细胞特性与行为的关键因素。尤其值得注意的是，基质硬度已被证实能调节间充质干细胞（MSC）的表型及谱系分化方向。鉴于间充质干细胞在再生医学中的治疗潜力，学界已投入大量精力探究硬度调控相关的分子机制。这些研究主要集中于使用硬度可控的聚丙烯酰胺（PA）水凝胶进行二维细胞培养，由此阐明了多种机械敏感信号通路。然而，尽管这类硬度定义水凝胶具有重要价值，它们无法反映活体组织的动态特性——后者在发育、衰老、疾病和再生等过程中持续发生重塑。因此，为研究硬度调控的时间维度特征，研究者开发并应用了具有原位可调硬度的新型水凝胶基底。其中，具有光开关硬度特性的光响应水凝胶正成为研究间充质干细胞对外部硬度调控反应的前沿平台。本章将介绍PA水凝胶基底的应用、当前研究的机械转导分子机制，以及这些新兴光响应水凝胶平台的发展情况。
关键词： 光开关刚度、生物物理调控、光响应性、细胞-基质相互作用、再生医学、聚丙烯酰胺、机械转导、刚度调控、间充质干细胞、细胞粘附、时间依赖性、水凝胶基底
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种用于运输视网膜色素上皮细胞片的简易静态保存系统
摘要： 将细胞和组织从实验室推向临床是再生医学的关键环节。本研究提出一种简易的静态运输系统用于递送组织工程化细胞片层。该系统无需电子设备且流程简化，最大限度减少了包装与开启步骤。通过优化运输条件，并采用人iPS细胞来源或胎儿视网膜色素上皮（RPE）细胞片层进行系统应用验证。隔热容器内各舱室温度在不同条件下保持稳定，用培养基填满细胞容器能有效防止湍流导致的RPE细胞片层机械损伤。经火车和汽车运输后，RPE形态、跨上皮电阻及mRNA表达均未出现异常变化。这种简易运输系统能降低组织"从实验室到病床"转移过程中的成本与人为失误。本专为再生组织运输设计的系统经验证可直接使用，无需特殊培训。本研究提供了工程化组织便捷共享的操作流程，旨在促进实验室与医院协作并提升患者诊疗水平。
关键词： 运输、诱导多能干细胞、产品包装、视网膜色素上皮、人类、再生医学、温度
更新于2025-09-23 01:11:17
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眼科生物材料与再生医学 || 眼科生物材料简介及其在组织工程与再生医学中的作用
摘要： 我们称之为生物材料（非药物类医用材料）的研发终极目标始终是模拟天然材料。由于生物材料的天然参照对象——人体组织和器官极其复杂，实验室制备的材料在性能上往往难以匹敌其旨在增强或替代的天然实体，这并不令人意外。这与工业应用材料开发形成鲜明对比：工业材料通常比天然对应物（若存在）表现更优，且不受生物系统固有约束的影响而进化较快。长期以来，生物材料的主要要求仅是短期内达到可接受的终端性能，很少通过调控成分和/或结构来改变其整体和/或表面特性以最大化临床效果。然而过去六十余年间，使生物材料性能与功能逼近生物靶标的进展已相当显著。虽然上述情况同样适用于眼科生物材料，但其发展呈现出某些独特特征。生物材料领域的总体进展通常以骨科生物材料（以及在较小程度上心血管或牙科生物材料）的分支成就为衡量标准，而眼科生物材料的进步往往被忽视或鲜少展示。
关键词： 眼科生物材料、人工角膜、聚甲基丙烯酸甲酯、隐形眼镜、水凝胶、角膜、再生医学、组织工程
更新于2025-09-10 09:29:36
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[基础生物医学技术] 再生医学中的先进高分辨率断层扫描技术（组织、细胞与生物材料相互作用的3D探索）|| 用于再生医学的骨与生物材料X射线相位衬度同轴断层成像
摘要： 本章旨在介绍采用同轴相位对比技术的X射线断层扫描最新进展，及其在微米和纳米尺度下对矿化组织（包括天然骨骼或人工生物材料）的应用。近期，同轴X射线相位对比成像重建算法的主要研究方向是推动分辨率向纳米级迈进，并将定量成像的可能性拓展至更广泛的对象。前者通过采用X射线光学元件实现，后者则通过在重建过程中引入更先进的先验信息达成。我们在此总结这些技术进展，并概述其最新应用实例：包括骨超微结构的纳米断层扫描、人工骨移植体及健康生长小鼠中骨形成的微断层扫描。尽管这些技术在再生医学领域应用尚少，我们期望这些案例能推动该领域的进一步研究。
关键词： 矿化组织、再生医学、生物材料、骨骼、X射线断层扫描、微断层扫描、同轴相位对比、纳米断层扫描
更新于2025-09-09 09:28:46
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近红外二区荧光/双生物发光多模态成像技术用于体内可视化移植干细胞的定位、存活及分化情况
摘要： 移植干细胞的体内分布、存活能力及分化潜能是干细胞治疗疗效的关键因素。本研究成功开发了一种覆盖400-1700纳米可见光与第二近红外窗口的NIR-II荧光/双生物发光多模态成像方法，用于实时监测颅骨缺损小鼠模型中人骨髓间充质干细胞（hMSCs）的定位、存活及成骨分化过程。通过第二近红外窗口的外源性Ag2S量子点荧光成像技术，实现了移植hMSCs长期生物分布的可视化；利用内源性红色萤火虫荧光素酶（RFLuc）生物发光成像（BLI）和Ⅰ型胶原启动子驱动的海肾荧光素酶（GLuc）BLI，分别报告移植hMSCs的存活状态与成骨分化进程。该多通道成像系统不仅能直接观测移植hMSCs的多种动态生物学行为，还可明确免疫抑制及骨形态发生蛋白2对其存活与成骨分化的促进作用。这种新型多模态成像技术显著提升了移植干细胞命运追踪与疗效评估的多功能分析能力，有助于优化干细胞再生疗法并推动其临床转化。
关键词： 近红外荧光成像、生物发光成像、移植干细胞、干细胞命运、再生医学
更新于2025-09-09 09:28:46
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可植入肌源性生物材料及工程化肌肉组织的功能评估成像方法
摘要： 组织工程和再生医学领域利用可植入生物材料及工程化组织来修复受损细胞或替代缺失组织。该研究各环节均面临独特挑战，但对肌肉组织等复杂环境进行功能评估与监测是当前的战略重点。现有许多解决方法会导致被研究组织或细胞群遭到破坏或改变。尽管非侵入性成像技术的现代进展为反思某些过时方法提供了机遇，但考虑到肌学领域的进步，其标准应用方式可能并非最优方案。需要制定新的图像分析协议和/或整合既有成像模式。本综述聚焦于现有成像技术在可植入成肌生物材料及工程化肌肉组织功能评估方面的效能与局限性。
关键词： 组织工程、成像技术、再生医学、可植入的肌源性生物材料、工程化肌肉
更新于2025-09-09 09:28:46