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高分子创新实验个人总结
个人总结从项目立项之初，大家对项目内容的兴奋，到项目刚开始时对项 目的无知，然后是项目中期检查的慌乱，而后是后期分析整理与最终 项目结题的收获，我们经历了几个月的查阅资料和刻苦专研，其中的 辛苦与辛酸只有经历过的人才会懂， 其中的经验与成长也只有经历过 的人才会分享和拥有。这是一次难得经历，一次让我得到锻炼得到成 长的经历，作为当代的大学生，我们不仅要努力学习，更要懂得去思 考问题，解决问题。
我们项目组的项目名称是基于氧化石墨烯的高强度水凝胶的制 备，曾几何时，石墨烯单片层结构曾被认为不可能存在的，但2010 年诺贝尔奖的获得者却制备出了单分子层石墨烯。具有优良的物理化 学性质，但其性质稳定，故需对其改性。我们通过氧化法制得氧化石 墨烯，用 DMA（N,N-二甲基甲酰胺）为单体，APS 为引发剂，MBA 为交联剂，通过制备嵌段共聚物，同时使氧化石墨烯进行交联，最终 制得了高强度水凝胶。
参与项目是一个展示自己的机会， 但对于我来说更是一次学习 成长的机会，我们小组每个成员都有自己突出的方面，这让我对项 目的成功充满信心，在他们身上，我看到了自己的不足，也正是自 己和他们的差距才让我充满了学习的欲望。作为一名组员积极参与 项目的各项任务，主要承担的工作为： 搜集资料，整理并做笔记 项目立项之初，针对本项目的内容，在全体成员对项目进行总 体规划时，确定了前期工作的的主要是知识方面的存储于熟悉。充 分利用学校馆藏资源，通过阅读相关书籍，文献资料等方式学习相 关理论知识，把握研究内容的基本情况，收集资料。并将自己所阅 读的书中的主要观点加以整理，在小组内部做交流学习。
回想这一路走来的过程，我真的感触很深，我们每一个成员都 在项目中给予我很多的帮助，这个团队同舟共济，在项目中一直并 肩前行，这种为同一目标共同奋斗的团结氛围特别让人有归宿感。
在这几个月中，我从我们优秀的组员身上及项目本身学到了很多经 验收获了很多知识，这对于我来说无疑是最值得珍藏的，具体来说 主要表现在以下几个方面： 1、创新能力 创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力。我 们大学生是将来国家建设的中坚力量，在一定意义上，我们就是国 家的未来，未来的科技创新、制度创新、观念创新是需要我们去开 创的，所以我们要培养自己的创新能力，用创新思维去思考现实生 活问题，我想这也就是大学生创新性实验的初衷吧。
2、沟通能力 人与人之间是需要沟通交流的，尤其是在团队合作中，我们需 要通过有效地沟通来达成在项目计划与实施上的高度一致。项目组 成员有三个人，每个人的观点与思考问题的角度都不一样，我们需 要通过不断的沟通与交流，来实现大家在知识与观点上的分享。而 另一方面，我们的项目是需要通过实际动手来获得我们所需的数据 与信息的，这也给我们的沟通交流能力带来挑战。其次我们也需要 向有经验的学长以及学姐请教和学习，因为毕竟这是我们第一次做 项目，在各个方面都缺乏经验。所以说沟通能力是必不可少的。
3、团队合作能力 项目是我们团队共同的项目，大家的目标是一样的，在团队合 作中难免会因为观点的不同而产生碰撞，这时候需要我们以团队为 重，以项目为主，全身心投入，并充分尊重团队中的成员。我们组 从项目立项之初成员之间的不太了解到现在发展成为很好的队友很 好的朋友，这也见证了我们的团队合作能力。每一个人的力量都是 有限的，在团队中我们能聚集起每个人的能量，将之发挥到最大效 用。
这次创新性实践大赛给我带来了很多能力上的提高， 、 思维上的 创新，情谊上的收获……我相信这次实验会对我今后的学习、工作 和生活产生很大的正面影响，真的非常谢谢老师的指导谢谢组员的 支持。附录一：试验过程中的精彩瞬间 真空干燥箱干燥后的水凝胶 真空干燥箱干燥后的水凝胶重新吸水后膨胀的的水凝胶 通过查阅文献我们得出若能做成一下类型的水凝胶会更好的提高强度。 化学交联凝胶与聚多轮烷凝胶形变示意图
大学生科研创新实验项目结题报告
大学生科研创新实验项目科研总结摘要：项目成员： 赵旭升 计算机学院 08 级 计算机科学与技术 毛玉婷 计算机学院 08 级 计算机科学与技术 李雪梅 计算机学院 08 级 计算机科学与技术 指导教师： 宋成芳 讲师\博士 选题背景与意义： 在计算机图形学领域，植物的建模表示、绘制与动态模拟一直是研究的热点和难点，提 出了许多针对植物这一特殊对象的方法， 也取得了较好的结果。
研究此次项目能够帮助我们 提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实 践。
科研初步收获和体会： 首先进行了了解及熟悉使用 vue5 软件，我们学习掌握了导师推荐的计算机图形学专业 教材，对计算机图形学的一些基本概念数学基础，理论是科研的基础，通过理论的学习，我 们规范了图形学的科研思路，在对计算机图形学、生物学相关知识及开发环境——VUE5 学 习之后，我们阅读了相关论文，开始了自己的自然场景建模与绘制的科研。
正文： 一、选题背景： 在计算机图形学领域，植物的建模表示、绘制与动态模拟一直是研究的热点和难点，提 出了许多针对植物这一特殊对象的方法， 也取得了较好的结果。
植物的建模可进一步细分为 模型表示与建模方法两个部分， 模型表示、 建模方法与绘制三者之间是相互依赖和密切相关 的，一般结合在一起实现。对于自然景观的真实感建模与绘制，国外有很多相关软件，国内 虽然支持过类似方面的研究项目，但专业软件的报道极少。
同样对于我们来说，对于该项目有极大的兴趣，现阶段包括未来前景表明，计算机中的 动态建模将有很大发展， 现在就了解和学习一些相关知识， 将来也可以倾向这一方面进行更 多的学习和研究。对该项目所需的专业知识之前只有大概了解，并没有深入的学习、分析， 但是兴趣是最大的动力，研究此次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻炼动 手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。
二、成员及分工： 总的来说，该小组里，赵旭升和李雪梅同学总体来说善于接受新的知识，比较擅长软件 的学习和应用，动手能力强， 思考深入，能够很好的将新学习到的知识加以思考达到融会 贯通。
而作为组长，赵旭升同学能够有一个总体的规划和布局；李雪梅心思细腻，擅长处理复杂精 细的部分。出于此考虑，由赵旭升主要对软件进行全方位的学习和应用，李雪梅则重点攻克 建模中最复杂的几个点，如渲染等。 而另一位组员毛玉婷则更擅长理论知识的学习， 对于图形学的算法有浓厚的兴趣， 鉴于 此，毛玉婷主要学习和研究对于建模的基础——图形学。
协调配合： 总体的知识是每个组员都要学习和研究的， 但由于时间精力有限， 安排不同的组员重点 研究不同的部分，然后及时讨论，向其他组员讲解，其他组员提出问题，共同探讨学习。
导师指导情况： 指导老师宋成芳老师对建模方面有所研究， 带领我们探讨此科研的命题方向、 创新点等问题，并向我们提供软件，推荐参考书目。除此之外，宋成芳老师还指导我们制定 不同阶段的研究学习任务，对于不懂的问题及时引导及讲解。总之，导师的引导在此科研项 目中起到不可或缺的作用。
三、创新点与特色：本次科研项目综合应用计算机图形学和生物学理论，重点研究新的快速高效的大规模动态植物建模和实时绘制方法。
我们以视觉效果和实时效率为主要目的， 着力保证形态真 实感和运动真实感， 而不是严格忠实于动力学与生物学理论。
采用几何与图像混合式表达方 法来对植被等对象进行建模，并采用较为特别的方法对场景进行绘制。
建模对于现代来讲虽然已经不再是一个难题，但是真实场景的植被建模涉及到户外的天气、 光照以及植物的阴影等， 特别是怎样在短时间内对大规模的植被进行真实感建模仍然是个有 待研究的问题。本项目着重于此，进行一系列的学习和研究。科学意义： 对于自然景观的真实感建模与绘制，国外有很多相关软件，国内虽然支持过 类似方面的研究项目， 但专业软件的报道极少。直接从国外购买这些软件成本并 不低(大型造型软件的插件价格大约 100 美元，提供源代码开发的 SpeedTree 软 件的每个单机 license 价格为 8500 美元)。探索新的高效建模和可视化技术，开 发自主版权的植被建模与绘制平台，对于我国在军事仿真，园林设计，森林防护 和数字娱乐的发展非常重要。
同样对于我们来说，研究次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽视野，锻 炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。四、进展情况与初步成果： 该项目自 2009 年 9 月科研立项以来， 在宋成芳导师的指导下， 在我们项目组三个人 （毛 玉婷、李雪梅、赵旭升）的点点滴滴的学习钻研下，历经一年的时间，结题在即，对该项目 的实施进展情况作一小结。
09 年暑假和 09 年 9 月，项目组三个同学进行了大学生科研立项的前期资料信息了解和 选题工作，经过仔细了解，结合专业背景及个人兴趣组合，我们三个人选择了计算机图形学 方向， 并有幸得到了宋成芳导师的指导。
宋成芳老师根据我们的计算机基础情况及自己的研 究方向，给我们选取了“自然场景的真实感建模与绘制”这一科研课题。在宋成芳导师的悉 心指导和我们自己的认真准备下，9 月下旬，我们成功的申请了校级科研立项。
第一阶段：了解及熟悉使用 vue5 软件。针对我们的情况，导师要求我们先掌握好计算 机图形学支撑专业绘图软件 VUE5，在此，我们感谢导师给我们提供了 VUE5 软件和学习指导 书目。10 月 11 月份，我们在专业学习的同时，抽出时间学习掌握 VUE5 软件，在我们面前 打开的是一个专业丰富的三维建模画图软件， 通过该软件， 我们进一步感受到计算机图形学 的应用。
第二阶段： 我们学习掌握了导师推荐的计算机图形学专业教材， 对计算机图形学的一些 基本概念数学基础，理论是科研的基础，通过理论的学习，我们规范了图形学的科研思路， 这一部分也是比较富有挑战性的。在学习图形学的同时，根据老师的建议，我们阅读了相关 生物学图书， 对自然场景中的生物生长规律有了一个大致的了解， 从而可以明确植物生长规 律，遵循自然现象，最大限度的接近现实。
第三阶段：在对计算机图形学、生物学相关知识及开发环境——VUE5 学习之后，我们 阅读了相关论文，开始了自己的自然场景建模与绘制的科研。在该阶段，我们深切体会到科 研的艰巨与科研取得进展的喜悦，增强了对计算机的热爱和各位老师的敬爱。
回首这一年的科研时间， 我们深切的体会的科学研究的博大精深和自己在科学面前的浅 薄无知。
“自然场景的真实感建模与绘制” 充分利用几何模型在可控变形，图像在外观细节 表达等方面的长处，实现融合几何和图像的混合式树的多分辨率表示。
植物的模型表示应当具有三维几何， 便于动态模拟， 能够提供不同距离和视角下的逼真 效果，以保证模型在形态上的真实感；为了高效地获得真实感，以纹理图像来表达细节和外 观。
本次科研项目基于导师的科研成果， 综合应用计算机图形学和生物学理论， 重点研究新 的快速高效的大规模动态植物建模和实时绘制方法。我们以视觉效果和实时效率为主要目 的，着力保证形态真实感和运动真实感，而不是严格忠实于动力学与生物学理论。采用几何 与图像混合式表达方法来对植被等对象进行建模，并采用较为特别的方法对场景进行绘制。
五、收获与体会： 一年的科研立项“自然场景的真实感建模与绘制”即将结束，回顾这一年的时间，我们 又困惑，有喜悦，但无论如何我们收获了青春大学时代的一次美好的记忆。
友情，在这一年的时间里，我们遇到了很多困难。之所以我们最终还是走了过来，是在 我们遇到困难的时候，我们彼此信任，互相体谅，共同思考解决的思路，团队的力量是巨大 的，在老师的知道下，在我们自己的努力下，我们一步一步，迈着稚嫩的脚步，一步步歪歪 斜斜的走了过来。几年以后我们工作后大家可能就不在是同学，不再是师生了，但是闲暇的 时候， 我们还是会偶尔记起在一起共同努力项目的开心， 会记起在这个项目中我们的掌握的 知识和技能。
在这个项目中， 我们学习到了一些计算机图形学的知识， 了解到计算机图形学的一些前 沿信息， 学习掌握了计算机三维绘图软件 VUE5 VUE5 中物体的创建与编辑； 对物体的编辑有： 选择，移动，旋转，扭曲，缩放，改变材质颜色，分散，复制，导出等。图像的渲染；取景； 材质等内容。
学习了解了植物的建模可细分为模型表示与建模方法两个部分。
植被场景的绘 制方式大致可分为两类：其一，基于纯几何和传统光照明模型的真实感绘制；其二，基于预 采样的光亮度重用方法。
三维模型建模方法是计算机图形学的重要基础， 是生成精美的三维 场景和逼真动态效果的前提等等专业知识。
这次科研给了我们一个机会学到一些平时在书本 上学不到的知识和技术。对于我们而言，研究次项目能够帮助我们提高专业知识水平，拓宽 视野，锻炼动手实践能力，加强团队协作能力，敢于创新，大胆实践。
这次科研也让我们再次感受到了一些珍贵的品质。坚持， “黄沙百战穿金甲，不破楼兰 终不还”是坚持， “千淘万漉虽心苦，吹尽狂沙始到金。
”是一种坚持，当我们面对困难，一 连好多天找不到思路和方法的时候也是一种坚持， 因为坚持， 所以我们不折不挠， 因为坚持， 我们一如既往，因为坚持，我们走到了今天，因为坚持，我们还会一如既往的走下去。感谢 这次科研中的许许多多的小纠结， 感谢生活中我们遇到的各种各样的小挫折， 在这些纠结和 挫折面前我们坚持了，我们经历了，我们走过来了，我们觉得内心是强大的。
“我始终不愿 抛弃我的奋斗生活，我极端重视由奋斗得来的经验，尤其是战胜困难后所得的愉快；一个人 要先经过困难，然后踏进顺境，才觉得受用、舒服。
” 勤奋。来到大学之后，偶尔也会怀念高中高考时候的辛苦的充实着。因为勤奋，所以充 实，所以有收获。在这个科研最初开始的时候，因为我们对计算机图形学近乎没有过专业的 接触，所以遇到了好多困难。包括后期学习使用软件绘图和自己动手绘图的时候，我们遇到 了好多困难，这些时候，我们能做的，只有勤奋。花更多的时间去阅读相关资料，尝试更多 的方法和思路。戴尔卡耐基说： “一个懒惰心理的危险，比懒惰的手足，不知道要超过多少 倍。
而且医治懒惰的心理， 比医治懒惰的手足还要难。
因为我们做一件不愿意不高兴的工作， 身体的各部分，都感到不安和无聊。反过来说，如果对于这种工作有兴趣、愉快，工作效率 不但高，身心也感觉到十分舒适。因不适宜的劳动，使身心忧郁而患成的病症，医生称为懒 惰病。
”经过这次科研，我们更加认同。
很感触在大学时代可以有一次属于自己的科研经历， 经历这次科研， 我们知道了自己的 稚嫩和诸多不足。我们将以此为契机，学习好专业知识，拓展专业视野，阅读相关专业学术 论文，更好的去锻炼历练自己，作为一个工科学生，更加注重实践所学专业知识，我们会注 重多和同学交流学习讨论， 多和老师交流学习， 我们会更加努力勤奋的度过余下的大学时光， 收获更多的专业知识和能力。
在此，再次感谢我们的导师宋成芳老师，在学习和生活中，他给予了我们诸多帮助，我 们铭记在心。
2010046 创新实验结题报告
大连理工大学大学生创新性实验计划项目结题报告项 目 编 号：2010046校级 刘巧钰 宋克东 化工与环境生命学部项 目 名 称： 不同源生物衍生骨支架材料的制备， 表征和生物相容性检测 项 目 级 别： 项 目负责人： 指 导 教 师： 项目所在院系：大连理工大学教务处制 大连理工大学大学生创新性实验计划项目原创性声明本人郑重声明：所呈交的项目结题报告以及所完成的作品实 物等相关成果，是本人和项目组其他成员独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，不侵犯任何第三方 的知识产权或其他权利。本人完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。项目负责人签名：年月日项目指导教师审核签名：年月日 不同源生物衍生骨支架材料的制备， 表征 和生物相容性检测Investigation of Biological Characteristics of Heterogeneous Antigen-extracted Cancellous Bone-based scaffold摘要骨组织工程的研究为解决骨缺损的修复问题带来了希望。理想的骨组织工程支架材料应 满足以下特性：良好的生物相容性和安全性、良好的生物活性、适宜的力学强度、易加工及 处理、合适的孔隙率等。本研究旨在利用传统方法制备去抗原骨基质材料，继而与人脂肪干 细胞结合培养并向成骨细胞方向诱导，以验证猪去抗原松质骨材料的生物学特性和探讨其作 为组织工程骨支架材料的可行性。关键词：组织工程；支架材料；生物相容性；去抗原骨基质；脂肪干细胞AbstractThe researches of bone tissue engineering offers hope to solve the problem of bone defect. Ideal scaffold for bone tissue engineering should meet the following characteristics: good biocompatibility and safety, good biological activity, proper mechanical strength, appropriate porosity etc. In this research, we used traditional method to make antigen-extracted xenogeneic cancellous bone matrix for cultivation with human adipose stem cells (hADSCs) and differentiate them into osteoblasts, and then investigate the feasibility of using it for bone tissue engineering scaffold material and its biological characteristics.Key Words ： tissueengineering; scaffold matter; biocompatibility; antigen-extracted cancellous bone; adipose stem cells 1 项目概述1.1 项目成员基本情况姓名 负 责 人 刘巧钰 命学部 化工与环境生 参 加 成 员 张馨月 命学部 化工与环境生 田陆平 命学部 （英语强化） （英语强化） 化学工程与工艺 0901 班 200948513 （英语强化） 化学工程与工艺 0901 班 200948510 院（系） 化工与环境生 专业 化学工程与工艺 0901 班 200948527 班级 学号1.2 指导教师基本情况姓名 指导教师 单位 化工与环境生命学部化学工程系 联系方式 kedongsong@dlut.edu.cn 宋克东 职称 副教授 学位 工学博士1.3 项目的选题背景、目的与意义1.3.1 选题背景 骨移植经历300多年漫长发展，现在已形成自体骨、异体骨、异种骨、人工 合成骨和复合骨等多种骨移植形式，自体骨和异体骨移植仍占主要地位；未来骨 移植将进一步优化材料设计， 细胞、生长因子与各种支架材料复合构建理想复合 骨移植材料， 将成为重要发展方向。实现快速骨整合和生理性骨重建是骨移植的 发展趋势。
随着骨组织工程研究的不断深入，目前，硬组织支架材料的研究重点逐渐转 移到寻找类似人体骨组织天然结构和性能的材料上。
制备这类材料的研究思路主 要有两条：一条是用陶瓷材料、可降解高分子材料或它们的复合物，按照仿生原 理设计并制造有优异性能和结构的材料； 另一条是对天然骨进行处理制成衍生材 料。
目前对前种材料的研制尚在起步阶段，而生物衍生骨材料在国外已有产品问 世。
20世纪以来出现了冻干骨 （Boplan骨） 、 煅烧骨 （Py-rost骨） 和脱蛋白骨 （Kiel 骨、Bio-Oss骨和Oswestry骨）等不同类型异种骨，并在临床应用中取得很好效 果。
理想的组织工程支架材料需满足下列基本要求： ①良好的生物相容性和生物 稳定性； ②足够的力学性能和良好的生物机械性能； ③溶出物和可渗出物含量低； ④材料来源广泛，价格低廉，便于加工、灭菌和消毒。良好的生物相容性是骨组 织工程生物支架材料的先决条件， 因此长期植入机体的材料必须进行生物相容性 评价。目前组织工程骨采用人工材料，如聚乙酸、聚乳酸、羟基磷灰石等作为细 胞支架较多，但因其有细胞相容性差、立体空间结构紊乱、无成骨诱导因子存在 等特点，而使其应用受到限制。同种异体骨是仅次于自体骨的骨移植替代材料， 它不仅具有骨传导作用， 同时还具有一定的骨诱导能力。但新鲜异体骨有较强的 抗原性，其抗原性主要来自骨髓细胞表面，其次为骨膜和软组织，容易引发以细 胞免疫为主的免疫反应。同种异体骨经冷冻、脱脂、去细胞、去抗原和去蛋白等 程序处理，即为我们所要制备的生物衍生骨支架材料。
1.3.2 目的与意义 生物衍生骨支架材料能否长期存留体内并发挥功能值得研究。
支架材料是组 织工程研究的重要内容之一， 也是该技术成功的关键。而生物相容性一直是生物 材料用于临床医疗的中心话题之一， 生物相容性是植入的支架材料能否长期存留 体内并发挥功能的决定性因素。
但生物衍生骨材料的可塑性差在大规模生产过程 中会出现质量难以控制、 性能与结构变化不成比例等缺点，且目前的处理方法尚 不完善，仍处在起步阶段，因此对其制备及性能控制有待进一步研究。
本项目将制备不同源生物衍生骨支架材料， 并结合体外细胞接种和工程化骨 组织的构建研究， 评价其组织相容性，为组织工程支架材料的选择提供实验依据 和物质基础。1.4 项目实施过程的人员工作分配和完成情况本创新实验项目的主要任务是查阅相关文献， 并在宋克东老师的指导下进行 不同源生物衍生骨支架材料的制备， 结合体外细胞接种和工程化骨组织的构建研 究，并评价其组织的生物相容性。
项目内容 前期计划及相关材料撰写 文献查阅及制备过程 表征、性质检验及分析 后期报告撰写 负责人员 刘巧钰 刘巧钰 张馨月 田陆平 刘巧钰 张馨月 田陆平 刘巧钰 张馨月1.5 实验过程收获和体会本次创新实验项目历时一年之久， 是我们大学期间第一次真正意义上参与的 科研活动。尽管缺乏科研经历，专业知识也不够丰富，但凭借着坚韧不拔的毅力 和吃苦耐劳的精神，还是从创新实验中收获良多。
首先，我们深刻认识到了团队的重要性。科研，是一项庞大的工程，仅仅凭 借个人的聪明才智，能力是十分有限的，这就显示出了团队的重要性。在我们的 实验过程中，团队是取得成功的关键因素。由于本科学业和其他的一些活动，我 们都无法将时间全部投入到实验中，但由于我们协调分工，合理分配时间，使得 实验可以有较快的进度，提高了效率。
其次， 我们也通过本次创新实验过程深刻感受到创新的必要性。通过查阅各 种文献，我们发现，我国与西方发达国家的科研水平还有一段距离，主要的差距 就在于创新。
最后，我们衷心感谢宋克东老师在整个实验过程中给予我们的指导和帮助。2 项目预期成果完成情况和创新点2.1 项目预期成果完成情况2.1.1 项目的预期成果 本项目将制备不同源生物衍生骨支架材料， 并结合体外细胞接种和工程化骨 组织的构建研究， 评价其组织相容性，为组织工程支架材料的选择提供实验依据 和物质基础。
2.1.2 完成情况 完成了不同源生物衍生骨支架材料的制备和表征 （大体观察、 扫描电镜观察、 热重分析及孔隙率的计算） ， 并通过结合人脂肪干细胞体外共培养进行了生物相 容性的检验。2.2 创新点制备不同种属的生物衍生骨支架材料；研究其生物安全性和生物相容性，从 而为骨组织工程提供最适宜的支架材料。3 项目说明3.1 实验方法设计及方案实验前期以查阅资料为主， 重点查阅关于不同源生物衍生骨支架材料研究和 脂肪干/祖细胞体外培养的文献，通过阅读文献以对研究内容以及所涉及的问题 有了清晰的概念，使得我们对自己的研究方向有明确的认识。
中期主要是进行不同源生物衍生骨支架材料的制备与表征。
后期我们的任务主要是将制备好的不同源生物衍生骨支架材料， 结合人脂肪 干细胞进行体外共培养。最后对实验数据和结果进行分析与总结。3.2 实施过程3.2.1 不同源生物衍生骨支架材料的制备 1) 取市售猪松质骨(髂骨)，以 37℃生理盐水浸泡，洗尽表面，剔除表面软 组织、骨膜和密质骨。修整成 1cm3 大小骨块，以 37℃生理盐水冲洗，使骨表 面完全清洁。 2) 将骨块放入 30%双氧水中， 置于恒温箱中 72h， 每间隔 24h 更换双氧水。
3) 取出骨块以 37℃的双蒸水反复清洗，用氯仿-甲醇(体积比为 3∶1)溶液 浸泡 4h。
4) 37℃的双蒸水反复清洗骨块后，放入 0.16mol/L 盐酸溶液中，室温下浸 泡 72 小时。双蒸水反复清洗后，室温下真空干燥 4 小时。
5) 骨块干燥后置液氮中 24h，取出干燥后，以60Co照射(照射剂量为35Gy) 消毒灭菌待用。
(注：步骤5也可用浓度0.3 mol/L HCl 内脱钙处理5 min，再用双蒸水冲洗至 pH 6.0，冷冻干燥，密封包装。) 3.2.2 不同源生物衍生骨支架材料的表征 1) 大体观察 2) 扫描电镜观察及孔隙率计算 将异种骨支架材料用扫描电子显微分析仪 分别在 SEM×80 和 SEM×160 条件下进行形貌观察，并用 CA6300 型图像处理 分析系统对其孔径大小和孔隙率进行测定，测定方法：天平秤支架材料质量 Ms, 盛满乙醇的比重瓶质量 M1,乙醇充分充盈于支架材料空隙并加满乙醇后的质量 M2 ，取出支架后剩余乙醇与比重瓶质量 M3 ，则孔隙为可用以下公式计算： 。
3) 热重分析 分别将新鲜干燥未处理猪骨和经脱脂去蛋白处理后的猪骨进 行热失重分析， 绘制热重分析曲线 （TG曲线） 及微商热重分析曲线 （DTG曲线） 。
3.2.3 不同源生物衍生骨支架材料的生物相容性检测 1) 将分离所得的人脂肪干细胞进行原代培养及传代，分别向脂肪细胞方向 和成骨方向诱导，进行对照碱性磷酸酶染色和 Von Kossa 钙结节染色，并绘制 人脂肪干细胞生长曲线。
2) 将异种骨支架材料结合人脂肪干细胞进行体外共培养，取静态及三维动 态培养的复合物经扫描电镜观察细胞在支架上的生长情况。方法如下：将材料用 3%戊二醛固定 30min，双蒸水洗去固定液，叔丁醇逐级脱水，CO2 临界点干燥， 离子溅射镀膜仪将样品表面喷金镀膜，然后进行扫描电镜观察。
3) 将人脂肪干细胞在异种骨支架材料上向成骨细胞方向进行诱导分化。方 法如下：取复合物，将材料用 3%戊二醛固定 30min，双蒸水洗去固定液，叔丁 醇逐级脱水，CO2 临界点干燥，离子溅射镀膜仪将样品表面喷金镀膜，然后进行 扫描电镜观察。3.3 数据分析处理3.3.1 大体观察 图1 大体观察图大体观察可见，经处理后的异种骨支架材料呈淡黄白色，疏松多孔（图1） ， 可见材料中脂肪等软组织已基本去除，材料呈多孔海绵状。
3.3.2 扫描电镜观察图2（SEM，×80） 图3（SEM，×160）扫描电镜可见，处理后的异种骨支架材料呈多孔状，孔壁光滑，孔隙均匀， 脂肪等软组织已基本被清除。
3.3.3 热重分析图4 新鲜干燥未处理猪骨的热失重分析曲线 图5 经脱脂去蛋白处理后的猪骨热失重分析曲线图4是新鲜干燥未处理猪骨的热失重分析曲线，图 5是经脱脂去蛋白处理后 的猪骨热失重分析曲线。图中，a 曲线表示随时间延长，温度升高，重量损失百 分比的变化，即热重分析曲线（TG 曲线） ，b 曲线表示热重曲线对时间的一阶导 数曲线，即微商热重分析曲线（DTG 曲线） ，DTG 曲线表明的是质量变化速率， 由图中可以看到，未处理骨的 DTG 曲线出现两个强峰，而且重量损失百分比很 大， 这是骨中大量有机物所造成的。
而未处理骨和处理骨的 DTG 曲线都在350℃ 左右出现了强峰，这是骨中羟基磷灰石的晶化造成的，未处理骨的 DTG 曲线仅 出现这一个峰，表明其中的脂肪等有机物已基本除去。
3.3.4 孔隙率的计算 经测算，10 组骨支架材料的平均孔隙率为 72.56%。
3.3.5 人脂肪干细胞的原代培养及传代 分离所得的细胞经培养 24h 后即可见细胞贴壁生长，多为似成纤维细胞的 梭形细胞，其间可见数量不一的脂肪颗粒（图 6） ，经传代后的细胞呈梭形，排 列紧密，已观察不到脂肪颗粒（图 7） 。图 6 原代培养的人脂肪干细胞图 7 第五代人脂肪干细胞3.3.6 人脂肪干细胞向脂肪细胞方向诱导 图 8 成脂诱导 14 天的人脂肪干细胞胞浆中可见脂滴出现，染色呈橙红色。3.3.7 人脂肪干细胞向成骨细胞方向诱导 A.培养第 7 天碱性磷酸酶染色：图 9 对照组图 10 实验组可见， 对照组经染色后未见明显变化，而实验组染色后可见明显的黑色颗粒 存在。
B.培养第 14 天 Von Kossa 钙结节染色：图 11 对照组图 12 实验组可见， 对照组经染色后未见明显变化，实验组染色后可见明显深棕色结节状 钙化结节形成。
3.3.8 人脂肪干细胞生长曲线的测定 生长曲线见图 13。可见，第 1 天细胞生长较缓，从第 2-3 天进入对数增长 期，第 4 天以后进入平台期。 图 13 生长曲线3.3.9 异种骨支架材料结合人脂肪干细胞体外共培养 于培养第 7、14 天取静态及三维动态培养的复合物经扫描电镜观察细胞在 支架上的生长情况。方法如下：将材料用 3%戊二醛固定 30min，双蒸水洗去固 定液， 叔丁醇逐级脱水， CO2 临界点干燥， 离子溅射镀膜仪将样品表面喷金镀膜， 然后进行扫描电镜观察。结果如下：图 14 静态培养图 15 动态培养由图可见，在培养第 7 天，于骨支架材料表面已可见梭形脂肪干细胞生长， 细胞形态良好，但数量不多。图 16 静态培养图 17 动态培养 由图可见，培养第 14 天，骨支架表面已可见大量梭形脂肪干细胞生长，且 连接成片。
3.3.10 人脂肪干细胞在异种骨支架材料上向成骨细胞方向诱导分化 于培养第 7、14 天取复合物，将材料用 3%戊二醛固定 30min，双蒸水洗去 固定液，叔丁醇逐级脱水，CO2 临界点干燥，离子溅射镀膜仪将样品表面喷金镀 膜，然后进行扫描电镜观察。结果如下：图 18图 19由图 18、19 可见，于培养第 7 天，骨支架材料表面可见成骨细胞于骨支架 材料上贴附生长，并向四周伸出伪足，但数量不多。图 20图 21由图 20、21 可见，于培养第 14 天，骨支架材料表面可见大量成骨细胞生 长，伪足相互融合相连，成片生长，形态良好。4 项目总结不同源生物衍生骨支架材料孔壁光滑，孔隙均匀，制备过程相对简单，与人 脂肪干细胞体外共培养体现出良好的生物相容性， 为组织工程支架材料提供了全 新的选择方向和广阔的应用前景。5 附录5.1 参考文献目录[1] R. Langer. Tissue engineering [J]. Science, 1993, 260:920-926 [2] Atala A,Bauer SB,Soker S,et al.Tissue engineered autologous bladdels patients needing cystoplasty[J].Lacent,2006,15(9518):1215-1216 [3] Flanagan N.Regenerative medicine enters of reality[J].Gen Eng Biotechnol,2007,27(7):1-52 [4] Zuk PA,Zhu M,Mizuno H,et al.Multilineage cells from human adipose tissue:implications for cell-based therapies[J].Tissue Eng,2001,7:211-228 [5] Cui L,Liu B,Liu G,et al.Repair of cranial bone defects with adipose derived stem cells and coral scaffold in a canine model.[J].Biomaterials,2007,28:5477-5486 [6] Kim S,Kim SS,Lee SH,et al.In vivo bone formation from human embryonic stem cell-derived osteogenic cells in poly(d,l-lactic-co-glycolic acid)/hydroxyapatite composite scaffolds.Biomaterials,2008,29(8):1043-1053 [7] Lieberman JR,Daluiski A,Stevenson S,et al.The effect of regional gene therapy with bone morphogenetic protein-2-producing bone-marrow cells on the repair of segmental femoral defects in rats.[J].J Bone Joint Surg Am,1999,81(7):905-917 [8] Katthagen BD．Mittelmeier H．Experimental animal investigation of bone regeneration with collagen-apatite [J].Arch Orthop Traum S urg, 1984,103(5):291-302 [9] Klokkevold PR,Vandemark L,Kenney EB,et al.Osteogenesis enhanced by chitosan(poly-N-acetyl glucosaminoglycan)in vitro.[J ]Periodontol.1996;67(11):1170-1175 [10] Soyris F,Pelleguer C,Payrote C,etal.Coral,a new biomedical material.[J].Maxillofac Surg,1985,13(2):67 一 76. [11] Link DP,van den Dolder J,Jurgens WJ,et al.Mechanical evaluation of implanted calcium phosphate cement incorporated with PLGA microparticles.Biomaterials.2006;27(28):4941-4947 [12] Charles-Harris M,Koch MA,Navarro M,et al.A PLA/calcium phosphate degradable composite material for bone tissue engineering:an in vitro study[J].J Mater Sci Mater Med,2008.19(4):1503-1513 [13] Jacques Fages,Frayssinet Patriek.Histological integration of allogeneic cancellous bone tissue treated by supereritical CO2 implanted in sheep bones.Biomaterial,1998.19(24):2247 一 225 [14] Berens AR,Huvard GS,Korsmeyer RW.USPat,4820752[P],Apr.11,1989 [15] 王大志，杨兰，罗毅，等.猪骨羟基磷灰石的结构稳定性.[J].生物物理学报，1998，14 （4） ：604-608 [16] Kang MI,Lee WY,Oh KW,et al.The short-term changes of bone mineral metabolism folowing bone marrow tranplantation[J].Bone 2000,26:275-279 [17] Zuk PA,Zhu M,Mizuno H,et al.Multilineage cells from human adipose tissue:Implication for cell-based therapies[J].Tissue Eng,2001,7(2):211-228 [18] Schipper BM,Marra KG,Zhang W,et al.Ragional anatomic and age effect on cell function of human adipose-derived stem cells[J].Ann Plast Surg,2008,60:538-544. [19] Prunet-Marcassu B,Cousin B,Caton D,et al.From heterogeneity to plasticity inadipose tissues:site-specific differences[J].ExP Cell Res,2006,312(6):727-736 [20] Zul pA,Zhu M,Ashjian P,et al.Human adiposetissue is a source of multlPotent stem cells[J].Mol Biol Cell,2002,13(12):4279-4295 [21] 戴景兴,杨林林,曲戎梅,等.差速贴壁法分离培养脂肪源间充质干细胞[J].中国临床解剖 学杂志,2007,25(3):313 一 316 [22] 周长忍．生物材料学[M]．北京：中国医药科技出版社，2004 [23] 翦新春，成洪泉，许春姣.天然生物衍生支架材料在骨组织工程中的应用进展.口腔颌面 外科杂志，2003,3:239-242 [24] 魏庆信，郑新民，肖作焕.异种器官移植用转基因猪研究进展.湖北农业科学， 2002,3:62-64 [25] 李幼平，何秋明，蔡绍晖，等.异种移植与中国地方猪种资源的利用.中国修复重建外科 杂志，1999，1:43-46 [26] 马东洋，薛振恂，刘兰忠，等.天然珊瑚和同种异体脱钙骨基质作为骨组织工程支架的 相容性研究.西北国防医学杂志，2003,4:259-260 [27] Bucholz RW.Nonallograft osteoconductive bone graft substitutes.Clin Orthop Relat Res,2002,2(395):44-52 [28] Porter NL,Pilliar RM,Grynpas MD.Fabrication of porous calcium polyphosphate imp-lants by solid freefrom fabrication:a study of processing parameters and in vitro degradation characteristics.J Biomed Mater Res,2001,56(4):504-515 [29] Webster TJ,Ergun C,Doremus RH,et al.Specific proteins mediate enhanced osteoblast adhesion on nanophase ceramics.[J].Biomed Res,2000,3:475-483 [30] 夏泉鸣，康自珍，谭文松.人脐血造血干细胞在转瓶中的悬浮培养.华东理工大学学报， 2004,20（1） ：47-50