纳米羟基磷灰石的精氨酸修饰及其基因转染活性（英文）

为了提高羟基磷灰石(HAp)纳米颗粒的基因转染效能,采用水热合成法制备精氨酸表面修饰的羟基磷灰石(HAp/Arg)纳米颗粒。利用透射电镜、原子力显微镜、Zeta电位分析仪对HAp/Arg纳米颗粒及其与DNA结合的复合物的形貌、晶粒尺寸和zeta电位进行表征;采用凝胶电泳实验研究HAp/Arg对DNA的负载与保护性能;采用MTT和LDH法,选取人正常血管内皮细胞和人肿瘤细胞Hela细胞,考察HAp/Arg纳米颗粒的细胞毒性,及其负载基因的转染活性。结果表明:制备的HAp/Arg粒径较均匀,呈短棒状,尺寸为50~90 nm;在pH=7.4时,HAp/Arg的表面净电荷均值为35.8 mV,可负载DNA静电效应浓缩形成HAp/Arg-DNA复合物,同时对结合的DNA有明显的保护作用和转染活性,并无细胞毒性。经精氨酸表面修饰的HAp可成为一种有效的基因结合载体。     

硅纳米颗粒的表面改性及生物应用

以正硅酸乙酯为原料,通过添加氨基化试剂和钌吡啶配合物水溶液,采用油包水制备硅纳米颗粒、表面改性的硅纳米颗粒和荧光硅纳米颗粒。通过电镜检测到纳米颗粒的粒径约为40nm;在中性pH条件下,Zeta电位仪检测表面改性的硅纳米颗粒的净正电荷约为16mV;细胞内吞实验和体外毒性实验表明,荧光颗粒可被细胞吞噬,对细胞的生长无明显影响;与DNA的结合试验发现,氨基化硅纳米颗粒能与质粒DNA有效结合,复合后能有效地抵抗血清或DNaseI的降解;细胞转染实验表明,颗粒有效地将绿色荧光蛋白(GFP)基因转染到HT1080细胞和Hela细胞内,并高效表达。     

Preparation and application of hydroxyapatite（HA） nanoparticles/NR2B-siRNA complex

Hydroxyapatite（HA） nanoparticles were prepared by coprecipitation-hydrothermal synthesis and their exosyndrome was estimated via transmission electron microscopy. Agarose gel electrophoresis and ultraviolet spectrophotometry were used to evaluate the ability of HA to bind NR2B-siRNA at different pH values and at different HA：NR2B-siRNA ratios. And the stability of the complex in saline was also evaluated. The effect of HA/NR2B-siRNA complex on chronic inflammatory pain was evaluated in vivo, in mice. Transmission electron microscopy（TEM） reveals that HA nanoparticles are thin strips or short rod in shape and thc one-dimensional particle size of HA nanoparticles is 40-50 nm. Under the acid or neutral condition, the Zeta potential of HA is positive; nanoparticles can completely bind NR2B-siRNA when the HA：NR2B-siRNA ratio is at or larger than 35：1; while under the alkaline condition, the affinity of HA to NR2B-siRNA is rather weak. HA/NR2B-siRNA complex is not dissociated when being resuspended in saline. The nociception of the tonic phase induced by formalin is significantly reduced in the HA：NR2B-siRNA treated mice as compared with the. controls. Therefore, HA may be a new siRNA nano-vector material.     

腹腔镜夹钳开窗设计对夹持稳定性影响研究

在多功能摩擦磨损试验机上模拟微创手术中的组织夹持牵引操作,研究了钳头与猪肝脏组织间的摩擦学行为,并基于钳头与组织间的夹持应力分布数值模拟结果,探讨了不同的腹腔镜开窗钳头与肝脏组织的相互作用行为。结果表明:在接触系数相同的情况下,开窗数量的增加有助于增大滑动摩擦力;三正方形开窗钳头由于开窗轮廓最长,在与组织相互作用过程中,使组织在轮廓边缘产生了更多的变形,有利于嵌入组织,与肝脏组织之间产生的能量耗散及滑动摩擦力最大,夹持稳定性最好;对于相同类型的矩形开窗钳头,接触系数存在一个阈值,当接触系数小于该阈值时,随着接触系数的减小,摩擦力减小,夹持稳定性会降低;钳头与肝脏组织接触过程中,较大的接触应力集中在钳头端部边缘和开窗轮廓边缘与肝脏组织接触处。     

纳米羟基磷灰石的精氨酸表面修饰与铕掺杂及其细胞活性

采用水热合成法制备经精氨酸表面修饰和铕掺杂的羟基磷灰石纳米颗粒（HAP-Eu）。利用透射电镜（TEM）、Zeta电位分析仪、傅立叶红外光谱仪和X射线衍射（XRD）对HAP-Eu的成分、形貌、结构、晶粒粒径和Zeta电位进行表征,并通过成像流式细胞仪研究细胞活性。结果表明：制备的HAP-Eu粒径较均匀,约为100nm,特征峰明显;在pH=7.5时,颗粒的表面净电荷均值约为30.10mV;在人上皮细胞和内皮细胞中无毒性。     

用于基因治疗的硅纳米颗粒的制备及生物安全性评价

采用化学合成法制备用于基因治疗的易修饰的氨基化硅纳米颗粒和荧光氨基化硅纳米颗粒。用透射电镜和Zeta电位仪对纳米颗粒进行分析,并参照ISO7406技术报告中的相关标准,对纳米颗粒的生物相容性进行一系列体内及体外实验,包括细胞毒性实验、动物急性毒性实验、动物生殖毒性实验。结果表明：新研制的氨基化硅纳米颗粒的粒径为40nm左右;在中性条件下,氨基化硅纳米颗粒的表面净正电荷约为16mV;纳米颗粒对细胞生长无明显影响,对实验动物无生长和生殖毒性,与对照组相比无显著性差异。     

纳米羟基磷灰石的精氨酸表面修饰及其与基因的结合性能

采用水热合成法制备经精氨酸表面修饰的羟基磷灰石纳米颗粒(Arg-nHAP)。利用透射电镜(TEM)、Zeta电位分析仪、傅立叶红外光谱仪和X射线衍射(XRD)对Arg-nHAP的形貌、结构、晶粒粒径和Zeta电位进行表征,并将其与质粒DNA(pEGFP-N1)进行凝胶电泳实验,研究Arg-nHAP对基因的结合和保护性能。结果表明:制备的Arg-nHAP粒径较均匀,约为50nm～80nm,分散性良好;在pH=7.4时,纳米颗粒的表面净电荷均值为30.89mV,可与带负电荷的质粒DNA通过静电结合快速形成纳米颗粒-质粒DNA复合物,对结合的DNA起到明显的保护作用;经精氨酸表面修饰的Arg-nHAP可成为一种有效的基因结合载体。     

便携式手术机器人主手附加力位移补偿方法研究

采用拉格朗日方程和Stribeck摩擦模型,根据便携式手术机器人主手的杆件重力、各关节摩擦力、惯性力对术者真实力感知的影响,建立了含关节摩擦力的动力学模型。基于机器人主手动力学模型,分别建立重力、摩擦力和惯性力三项的补偿模型,通过分析机器人主手力补偿反馈和附加位移的产生原因及补偿原理,提出了相应的补偿反馈力和附加位移补偿方法。通过对初步研究结果进行对比试验,验证该力补偿控制方法可用以平衡主手因自身所带的重力、关节摩擦力和惯性力产生的影响,最终实现术者真实的力感知,提高手术操作精准性。     

基于术中轨迹的微创手术机器人的主从映射比例评估

主从式手术机器人映射关系的设计与优化是提高术者操作效率,减少手术疲劳的关键步骤之一,过去通常依靠机器人搭建完成后基于实体手术平台进行评价,延长了研发周期。以微创手术机器人映射关系为研究对象,选择胆囊切除术作为采样标本,运用微型传感通过临床手术实际测量获得典型器械运动轨迹,综合分析得出手术安全域内运动范围,并运用人机工程分析平台DELMIA,采用我国国家标准人体测量数据为人体建模参数,建立国人典型人体运动模型,通过设定不同映射比例,基于反向运动学计算获得手术机器人环境下典型手术过程中术者姿势与上肢运动轨迹,应用RULA分析对不同映射比例下术者的双侧上肢的疲劳程度进行评估,从而获取特定映射关系下人机界面最佳的映射比例,为微创手术机器人针对人机界面优化的设计制造提出了新的评价方法,为缩短器械设计修改流程、加快器械开发速度提出了新的途径。     

Biocompatibility and preliminary clinical application of HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicle

The biocompatibility of the hydroxyapatite/high density polyethtlene（HA/HDPE） nanocomposites synthetic auditory ossicle was evaluated, the percentage of S-period cells was detected by flow cytometry after L929 incubated with extraction of the HA/HDPE nanocomposites, titanium materials of clinical application as the control. Both of them were implanted in the animals and the histopathological evaluations were carried out, and the preliminary clinical trials about HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicles were also carried out. The statistical analysis show that there are no statistically significant differences between HA/HDPE test groups and control groups （P〉0.05）, which demonstrates that the HA/HDPE nanocomposites synthetic auditory ossicle has a good biocompatibility and clinical application outlook.