中国组织工程研究杂志
Chinese Journal of Tissue Engineering Research 중국조직공정구여림상강복
- 主管单位： 中华人民共和国卫生部
- 主办单位： 中国康复医学会,《中国组织工程研究与临床康复》杂志社
- 影响因子： 1.38
- 审稿时间： 1-3个月
- 国际刊号： 2095-4344
- 国内刊号： 21-1581/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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甲基丙烯酸酐明胶材料学特性及在皮肤组织工程应用与进展
背景:甲基丙烯酸酐明胶具有合适的生物学特性、可调谐的理化特性、无细胞毒性的和非免疫原性,被广泛应用于组织工程领域.目的:总结甲基丙烯酸酐明胶水凝胶材料的性能及应用于皮肤软组织损伤的新研究进展.方法:在PubMed和SciFinder中检索2007年1月至 2017年8月发表的与甲基丙烯酸酐明胶水凝胶相关的文献,检索关键词为:seed cell,skin regeneration,wound vascularization, gelatin,gelatin methacryloyl,scaffold material,wound healing,microenvironment,tissue construction,skin tissue engineering.结果与结论:甲基丙烯酸酐明胶水凝胶与天然细胞外基质的特性非常相似,具有细胞黏附位点、基质金属蛋白酶反应肽基序列和可交联特性,表现出良好的组织亲和性,具有可调节的物理化学性质、一定的黏合性及可降解性,使其成为理想的细胞支架,允许各类细胞在其表面增殖和扩散.因此甲基丙烯酸酐明胶水凝胶在皮肤组织工程中有广阔的发展前景,可加速创面血管化和上皮组织再生,提高创面愈合速度,减少感染概率,提升患者生活质量,其可为烧伤创面治疗和战创伤救治提供一种高效、便携的凝胶敷料,还可用于填充外伤和溃疡等皮肤软组织缺损、术后美容切口的覆盖等.
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3D生物打印技术在骨组织工程中的应用
背景:3D生物打印是3D打印技术中的一种,其特点是能够在指定位置定植生物材料或活细胞,进而构建出具备完整生物学功能的组织和器官,目前利用3D 生物打印已成功制作出包括骨组织在内的多种生物支架材料;近年来3D生物打印技术飞速发展,为组织工程骨的再生与修复提供了美好的前景.目的:系统介绍3D生物打印,简要概括3D生物打印的基本原理,总结3D生物打印目前主流的成型技术、材料及其在骨组织工程中的应用研究进展.对目前3D生物打印及其在骨组织工程中应用的瓶颈进行探讨,为未来再生医学的发展提供参考.方法:利用计算机中国期刊全文数据库(万方、CNKI)、PubMed数据库,检索2005至2017年的相关文献,检索中英文关键词为"生物打印,细胞打印,骨组织工程,支架,3D bioprinting,3D bioprinted,bioink,bone tissue engineering".终共纳入58篇文献进行综述.结果与结论:①3D生物打印技术迅猛发展,为未来的骨修复、移植提供了美好的前景,但是该项技术仍存在许多不足,如印刷设备成本高、技术相对落后、生物墨水要求苛刻、医工团队合作等问题;②因此只有在技术水平和材料研发上不断创新,3D生物打印才能获得更进一步的飞越.
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聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥注射治疗跟骨Sanders Ⅲ型骨折的生物力学测试
背景:聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥已被广泛应用于骨科临床,可保证术后假体的即刻稳定性,且界面无微动,允许术后早期负重,疗效肯定.目的:采用生物力学实验验证聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥注射治疗跟骨Sanders Ⅲ型骨折的疗效.方法:采集8具成人新鲜尸体踝跟骨标本,检测其生物力学性能,作为正常对照组;实验组(n=4)、对照组(n=4)制作根骨Sanders Ⅲ型骨折模型,实验组在骨缺损区植入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥,对照组骨缺损区植入人工骨,对照组以钢板固定外侧壁,检测两组标本的生物力学性能.结果与结论:①跟骨的应变和应力强度:正常对照组的应力分布与实验组应力分布规律相一致,两组应力比较差异无显著性意义;实验组与对照组的应力相近,组间比较差异无显著性意义;②跟骨的移位与轴向刚度:与正常对照组相比,实验组的跟骨移位略有降低,但差异无显著性意义;与正常对照组相比,对照组的跟骨移位略有提高,但差异无显著性意义;实验组跟骨的轴向压缩应力强度达到(21.98±1.88) MPa,轴向刚度达到(1633±150) N/mm,与正常对照组相比较差异无显著性意义(P > 0.05);③跟距关节接触力学特性:实验组跟骨聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥注射后,Sanders Ⅲ型骨折基本上得到恢复,可见治疗效果不错;④结果表明:应用聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥治疗跟骨Sanders Ⅲ型,具有科学有效性和临床实用性.
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改良骨水泥推注套管治疗骨质疏松椎体压缩性骨折可减少骨水泥渗漏
背景:椎体成形治疗骨质疏松性的椎体压缩性骨折的疗效显著,但存在骨水泥渗漏问题.目的:分析改良椎体成形骨水泥推注套管治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折的优势.方法:纳入121例胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折患者,其中男49例,女72例,年龄62-90岁,分2组治疗:对照组62例进行传统的椎体成形骨水泥注射治疗;试验组59例进行改良的椎体成形骨水泥推注套管治疗,将传统骨水泥注射套管末端开口改为侧方开口,通过旋转套管达到控制骨水泥注射的方向.对比治疗前后的目测类比评分;治疗后1 d,通过X射线观察两组骨水泥渗漏情况.结果与结论:两组治疗后1 d、1个月的目测类比评分均较治疗前明显降低(P < 0.05),但两组间不同时间的目测类比评分比较差异无显著性意义;两组共13例患者发生骨水泥渗漏,其中试验组3例,对照组10例,试验组骨水泥渗漏率低于对照组(4.6%,14.9%,P < 0.05).结果表明,应用改良椎体成形骨水泥推注套管治疗胸腰椎骨质疏松性椎体压缩骨折,可降低骨水泥渗漏的发生率.
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骨质疏松模型兔椎体成形术中不同剂量骨水泥对相邻椎间盘的影响
背景:近年来一些椎体成形术的并发症逐渐凸显.考虑到骨水泥的热效应、单体毒性及占位填充等因素,对椎体邻近结构又会产生什么样的结果呢,尤其是对于紧邻椎体的结构——椎间盘会有什么影响呢?针对这一情况鲜有报道.目的:通过对兔骨质疏松模型椎体注入不同剂量骨水泥观察其对邻近椎间盘的影响.方法:30只5月龄雌性大白兔均通过去势联合糖皮质激素注射建立骨质疏松模型,随机分为5组.假手术组L5椎体实施穿刺假手术,碘海醇组L5椎体穿刺后注入碘海醇0.2 mL,低、中、高剂量骨水泥组L5椎体分别注入骨水泥0.1,0.2,0.3 mL,之后继续饲养12周.12周后处死所有兔,完整取出L4-5椎间盘并分成2部分,一部分行TUNEL染色观察细胞凋亡并计算凋亡指数,一部分行real time PCR观察白细胞介素1、Ⅱ型胶原蛋白、基质金属蛋白酶7 mRNA相对表达量.结果与结论:①低、中、高剂量骨水泥组细胞凋亡指数与假手术组和碘海醇组比较差异均有显著性意义,低、中、高剂量骨水泥组间相互比较差异无显著性意义;②高剂量骨水泥组白细胞介素1 mRNA相对表达量同假手术组比较差异有显著性意义;在Ⅱ型胶原蛋白与基质金属蛋白酶7 mRNA相对表达量上,低、中、高剂量骨水泥组与假手术组和碘海醇组比较差异均有显著性意义,高剂量骨水泥组与低、中剂量骨水泥组比较差异有显著性意义;③结果提示,兔骨质疏松模型实施椎体成形术后,椎体内骨水泥确可对邻近椎间盘造成影响;而这一影响并没有严格呈现出剂量依赖关系,在达到大剂量时可表现出显著的退变加剧.
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纤维桩修复上颌前磨牙穿髓型楔状缺损三维有限元模型的建立
背景:纤维桩修复前磨牙穿髓型楔状缺损的三维有限元模型目前还未被建立.目的:建立纤维桩修复前磨牙穿髓型楔状缺损的三维有限元模型.方法:获取废弃的人上颌第一前磨牙标本,采集 micro-CT 图像信息,利用 Mimics 软件、Geomagic 和Hypermesh软件建立结构层次清晰的纤维桩修复上颌第一前磨牙穿髓型楔状三维有限元模型.结果与结论:正常上颌第一前磨牙三维有限元模型单元总数180119个,节点总数33289个;与实体相比,纤维桩修复穿髓型楔状上颌第一前磨牙三维有限元模型外形逼真,图像质量佳,有精确网格划分,单元总数为237496个,节点总数为43965个,在几何、边界约束及力学相似性方面都获得很好效果,很好地模拟了患牙受到压力时所表现的应力情况,确定其大小及分布,为生物力学研究提供依据.
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后牙区倾斜种植修复后不同设定受力下骨界面生物力学有限元分析
背景:因下颌后牙单颗牙缺失受条件所限,常规轴向种植难以实现.针对此问题,有学者采用倾斜种植技术结合角度基台进行修复,但对于倾斜种植用于后牙区及倾斜种植角度设计的安全性目前相关研究有限.目的:对下颌后牙区进行不同角度的偏舌侧倾斜种植修复,分析在相同动态载荷下种植修复后的骨界面生物力学.方法:借助于锥形束 CT、DICOM 等多种软件联合应用,建立下颌后牙区舌向不同倾斜角度的种植体冠修复模型,冠优化设计,对冠模拟磨牙咀嚼周期施加动态载荷,运用三维有限元软件Ansys对各界面的应变、应力进行分析.结果与结论:①在轴向种植和种植体偏舌侧倾斜5°、10°时,在咀嚼周期的垂直向、颊偏舌与轴呈45°、舌偏颊与轴成45° 3种受力状态下,骨界面应力大值为53.8 MPa,应变大值为2671微应变;②当种植体偏舌侧倾斜15°时,此模型种植体尾部边缘接近皮质骨与松质骨交界处,骨界面在各个受力状态下产生的应力、应变均明显大于其余种植角度;③当种植体偏舌侧倾斜20°时,种植体尾部边缘已越过皮质骨与松质骨交界处,与皮质骨发生接触,由皮质骨对种植体尾部形成支撑,骨界面应变、应力较小.并且,此研究应力集中的部位均在种植体颈部周围的骨皮质内,而松质骨内的应力值较小,应变大值可出现在骨界面与种植体颈部或尾部接触部位;④通过此模型分析研究,可以在下颌后牙区行10°以内的偏舌侧倾斜种植,并且倾斜种植应避免使种植体尾部边缘位于皮质骨与松质骨交界处.
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富血小板纤维蛋白复合牙齿煅烧颗粒修复骨缺损
背景:牙齿煅烧颗粒可作为骨性支架为骨组织的生长提供空间支持,而且在骨再生过程中够提供钙和磷等成分;富血小板血浆具有促进软、硬组织再生的作用,两者单独应用均有不足.目的:探讨富血小板纤维蛋白复合牙齿煅烧颗粒修复颅骨缺损的效果.方法:取新西兰大白兔9只,在大耳白兔颅骨中缝两侧各制备标准一致的骨缺损,选择左侧植入兔自体富血小板纤维蛋白膜与人牙齿煅烧颗粒混合物,作为实验组;右侧植入兔自体富血小板纤维蛋白膜,作为对照组.植入后4,6,8周分别取颅骨标本,进行软X射线摄片、苏木精-伊红及改良Gomori染色观察.结果与结论:①软X射线检查:实验组植入后6,8周的骨小梁面积大于对照组(P < 0.05或P < 0.01);②苏木精-伊红染色:随着植入时间的延长,两组骨缺损处新形成骨结构纤维成分逐渐减少,骨结构趋向于有序的层状排列,钙化程度增高,但与对照组比较,实验组新骨成熟度更高,骨小梁排列更规则,成骨细胞也更多;③改良Gomori染色:随着植入时间的延长,两组骨缺损处新生骨逐渐成熟,实验组骨成熟度高于对照组;④结果表明:富血小板纤维蛋白结合牙齿煅烧颗粒具有更明显的促进骨缺损修复作用.
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纯钛表面TiN/Ag多层复合结构制备及生物学性能的评价
背景:在钛种植体表面建立一种能促进细胞早期黏附增殖、分化且无细胞毒性抑菌效果明显的界面至关重要.目的:在纯钛种植体材料表面制备TiN/Ag多层复合结构涂层,分析其抗菌性能及对MC3T3-E1细胞生物学行为的影响.方法:采用酸蚀喷砂技术及多弧离子镀技术在光滑纯钛表面制备TiN/Ag多层复合结构.取生长状态良好的MC3T3-E1细胞,分别接种于光滑钛片、酸蚀喷砂钛片及载TiN/Ag多层复合结构钛片表面,接种后24 h,激光共聚焦显微镜观察细胞黏附及细胞活化情况,扫描电镜观察细胞生长形态;接种后24,48,72 h,CCK-8法检测细胞增殖及毒性分级.将金黄色葡萄球菌菌液分别滴加于光滑钛片、酸蚀喷砂钛片及载TiN/Ag多层复合结构钛片表面,16 h后,激光共聚焦显微镜观察细菌生长情况.结果与结论:①激光共聚焦显微镜显示,光滑组细胞呈两极或三极的纺锤状结构,F-肌动蛋白和丝状伪足表达量较少;酸蚀喷砂组与载银涂层组细胞分散附着排布,方向不同,并形成大量丝状伪足,相互交织融合在一起,细胞铺展较充分,F-肌动蛋白明显高表达,肌动蛋白纤维较粗;②扫描电镜显示,光滑组细胞黏附与铺展不够充分;酸蚀喷砂组、载银涂层组细胞铺展黏附良好,铺展大,细胞状态较好;③CCK-8实验显示接种72 h后,载银涂层组细胞生长良好,增殖明显,细胞毒性为1级;④激光共聚焦显微镜显示,光滑组和酸蚀喷砂组钛片表面金黄色葡萄球菌生长良好,载银涂层组钛片表面细菌出现大面积死亡;⑤结果表明,TiN/Ag多层复合结构涂层具有良好的细胞相容性及抗菌性能.
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SD大鼠乳鼠脱细胞心脏支架的细胞相容性评价
背景:脱细胞心脏支架材料具有低致敏性和天然的三维结构、具有良好的生物相容性和细胞亲和性等优点,成为心肌组织工程研究的热点.目的:探究SD大鼠乳鼠脱细胞心脏支架的细胞相容性.方法:选择第3代SD大鼠乳鼠骨髓间充质干细胞与SD大鼠乳鼠脱细胞心脏支架共培养7,14 d,构建细胞-支架复合物,采用苏木精-伊红染色、扫描电镜观察骨髓间充质干细胞在支架内的生长情况.采用心肌组织裂解液对细胞-支架复合物进行定向分化诱导,连续培养14 d,以平面定向分化诱导连续培养14,20 d的骨髓间充质干细胞为对照组,采用RT-PCR方法检测骨髓间充质干细胞内肌球蛋白重链α-MHC、锌指转录因子GATA-4的表达.结果与结论:①苏木精-伊红染色显示,细胞-支架复合物中存在大量嗜碱性细胞核,细胞-支架复合物共培养14 d的细胞数量明显多于共培养7 d;扫描电镜下观察显示,共培养14 d的细胞-支架复合物纤维表面有大量细胞黏附;②平面定向分化诱导连续培养14,20 d的骨髓间充质干细胞分别呈竹节样、肌管样结构.在定向分化诱导连续培养14 d的细胞-支架复合物中可检测到α-MHC、GATA-4的表达,α-MHC、GATA-4的表达量分别与竹节样细胞和肌管样结构阶段相当;③结果表明脱细胞心脏支架的细胞相容性良好.
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两种去污剂在制备脱细胞肺支架中的对比
背景:制备脱细胞肺支架的一个困难在于必须充分去除细胞同时尽可能保留细胞外基质.灌注去污剂-核酸酶法已被广泛应用于脱细胞支架的制备.目的:对比脱氧胆酸钠和十二烷基硫酸钠两种去污剂用于制备脱细胞肺支架的效果.方法:取出24只雄性SD大鼠肺脏,分3组,正常对照组不进行任何干预;脱氧胆酸钠组灌注去污剂脱氧胆酸钠联合核酸酶,制备脱细胞肺支架;十二烷基硫酸钠组灌注去污剂十二烷基硫酸钠联合核酸酶,制备脱细胞肺支架;取3组肺组织,进行组织学染色、免疫荧光染色及DNA含量测定.将A549细胞分别接种于两组脱细胞肺支架上培养7 d,进行苏木精-伊红染色.将两组脱细胞肺支架分别埋于SD大鼠背部皮下,2周后进行移植组织Masson 染色.结果与结论:①正常对照组肺组织布满细胞,两脱细胞肺支架均没有残留的细胞和细胞核,但脱氧胆酸钠组肺支架内肺泡形态结构较十二烷基硫酸钠组完整;两组肺支架的DNA含量均低于正常对照组(P < 0.01);②培养7 d,两组肺支架上的细胞均是由边缘向组织中间生长、浸润,脱氧胆酸钠组肺支架内的细胞生长、浸润速度明显优于十二烷基硫酸钠组;③肺支架移植2周后,十二烷基硫酸钠组肺支架与周围组织融合欠佳,边界清楚,可见大量细胞浸润,分布较均匀,血管内血细胞清晰可见;脱氧胆酸钠组肺支架内新生血管数量明显多于十二烷基硫酸钠支架,并且新生血管直径更大;④结果表明与十二烷基硫酸钠相比,采用去污剂脱氧胆酸钠制备的脱细胞肺支架生物相容性更好,与周围组织融合速度更快,细胞浸润和新生血管形成更明显.
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心内超声探头实时定位技术的仿真实验
背景:目前心脏消融手术中主要使用三维磁场定位和三维电场定位两种导管定位方法,但所需设备均较昂贵.目的:将超声探头与消融导管组合起来提出一种新的消融导管定位方法.方法:通过人体全身解剖数据集获取人体心脏的三维数据,建立心内膜表面的三维矢量模型;设计计算定位用超生探头的基本参数及扫描策略,编制相应的仿真计算软件;以所建的三维心内膜矢量模型为照射目标,通过仿真计算获得超声探头的探测数据;对仿真得到的探测数据进行数据处理,获得由探测数据重建的目标表面特征;将重建的目标表面特征与所建矢量模型的表面特征进行匹配,终反求确定探头的位置.结果与结论:基于解剖数据集建立了精确的心内膜三维模型,并通过对其的模拟超声照射获得了超声曲面探测数据,重建的曲面模型精度高,与所建的心内膜三维模型上的目标区域有较好的匹配性,反求出的探头位置与其理论位置误差满足定位精度要求.利用超声成像技术实现对消融导管探头的术中定位方法,能够实现导管探头在心脏中的精确定位,为手术实施提供精确可靠的导航作用.
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基于FLUENT3D生物打印喷头内部流场的数值模拟分析
背景:随着3D打印技术的发展,人工构建组织和器官的一种方法是通过构建有利于细胞生长的三维支架来进行器官和组织的培养.目的:为解决支架在进行3D打印过程中的过堆积问题.方法:利用美国 ANSYS 公司开发的有限元分析软件 Fluent,对打印喷头的挤出过程进行分析,得到适合纤维素凝胶复合物3D打印的材料黏度和挤出压强,进行实验并运用对比观察的方法.结果和结论:模拟结果和实验结果的误差小于5%.模拟数值在动力黏度为45和压强为0.10-0.12 MPa,解决了纤维素凝胶类复合材料在进行3D打印过程中的过堆积现象得到了解决,保证了3D生物打印支架有良好的空隙.
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脂肪干细胞结合电纺生物膜制备"三明治"样心肌片层
背景:越来越多研究表明,组织工程化心肌细胞片层可为心肌梗死后的细胞修复提供一种可靠的治疗方法.目的:以壳聚糖-胶原电纺膜作为支撑膜、脂肪干细胞作为种子细胞,构建"三明治"样多细胞片层.方法:制备壳聚糖与Ⅰ型鼠尾胶原质量比分别为7:3、5:5的壳聚糖-胶原电纺生物膜.将第4代脂肪干细胞接种于温敏培养皿培养3 d,分别加入两种壳聚糖-胶原电纺生物膜,20 ℃培养15 min;待细胞片边缘卷起后,将电纺膜及细胞片层一同移至另一脂肪干细胞生长完全融合的温敏培养皿表面,有细胞层一面朝上,培养30 min后,加入心肌细胞培养基进行培养.培养2周后,多光子显微镜观察细胞状态,免疫细胞化学、Western blot及流式细胞仪检测细胞心肌组织特异性肌钙蛋白TnI和缝隙连接蛋白Cx43的表达,实时定量PCR仪检测心肌细胞特异性基因表达.结果与结论:①细胞状态:7:3壳聚糖-胶原电纺膜不能为细胞增殖提供足够的空间,5:5壳聚糖胶原膜能为脂肪干细胞的附着和结构塑形提供更好的支持;7:3壳聚糖-胶原电纺膜组死细胞多于5:5壳聚糖-胶原电纺膜组;②TnI、Cx43蛋白表达:5:5壳聚糖-胶原电纺膜组细胞TnI、Cx43蛋白表达多于7:3壳聚糖-胶原电纺膜组(P < 0.05);③心肌细胞特异性基因表达:5:5壳聚糖-胶原电纺膜组细胞α-skA、β-MHC、TnI、Cx43、ANP、GATA-4和Nkx2.5 mRNA表达均高于7:3壳聚糖-胶原电纺膜组;④结果表明:5:5壳聚糖-胶原电纺膜作为支架有利于脂肪干细胞的增殖与分化,更适宜构建"三明治"样细胞片层.
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弱激光对植入式葡萄糖传感器外膜材料壳聚糖和Nafion生物相容性的影响
背景:通过施加外在因素可改变壳聚糖和Nafion的生物相容性.目的:探究不同弱激光(红光、蓝光、绿光)照射对多孔壳聚糖膜和Nafion膜材料生物相容性的影响.方法:①多孔壳聚糖膜实验:将48只SD大鼠随机分为红光、蓝光、绿光照射组,每组16只.沿脊柱为对称轴,在大鼠背部皮下组织两侧各植入2个多孔壳聚糖圆形膜,红光照射组每只大鼠4个膜材料分别以红色弱激光照射0,2,4,6 min,每天均在同一时间段内照射,持续照射至材料植入7,14,28,56 d取材,进行组织学分析;蓝、绿光照射处理方式同红光照射组;②Nafion膜实验:将24只SD大鼠随机分为红光、蓝光、绿光照射组,每组8只.沿脊柱为对称轴,在大鼠背部皮下组织两侧各植入2个Nafion圆形膜,红光照射组每只大鼠4个膜材料分别以红色弱激光照射0,2,4,6 min,每天均在同一时间段内照射,持续照射至材料植入7,14 d取材,进行组织学分析;蓝、绿光照射处理方式同红光照射组.结果与结论:①红色弱激光照射后,多孔壳聚糖膜植入7 d时的红细胞平均密度相对较高,而对应的红细胞累积吸光度值也较大;其他植入时间点下,有的组别这两个值也较大,但变化趋势不尽相同,整体来看红色弱激光照射可提高膜材料周围的血管密度;②红色弱激光照射后,Nafion膜周围的血细胞密度和面积增加,植入7 d时的红细胞累积吸光度值增加较为明显,整体上,红色弱激光照射可显著提高Nafion膜周围的血管密度;③绿色弱激光照射4 min能有效减轻多孔壳聚糖膜周围炎症反应强度,而蓝色弱激光对多孔壳聚糖膜植入后的炎症影响较小;绿色弱激光可减弱Nafion膜植入7 d内的炎症反应,而蓝色弱激光没有这种效果;④红色弱激光照射对两种膜周围炎症反应和纤维包膜厚度的影响较小,蓝绿色弱激光对两种膜周围纤维包膜厚度和血管密度影响较小,而且变化无明显规律,整体上,绿光弱激光在一定程度能提高膜材料的生物相容性;⑤结果表明,弱激光照射在一定程度上能提高多孔壳聚糖膜和Nafion膜的生物相容性.
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前交叉韧带重建后移植物愈合和功能恢复:康复训练个案观察
背景:前交叉韧带的损伤将直接影响到个体的下肢功能,对运动员而言更为严重,前交叉韧带重建术后的康复训练是否合理、有效,是否可以恢复膝关节的正常功能甚为重要.目的:探究康复训练对前交叉韧带重建术后移植物愈合及膝关节功能恢复的影响.方法:以1名国家男子橄榄球队优秀运动员为个案研究,对其前交叉韧带重建术后进行分阶段系统的康复训练,康复前后拍摄MRI,分别进行关节屈曲度、腿部围度、下肢等速力量、YBT测试、BESS测试、前馈测试、单脚静态平衡测试、双脚动态平衡测试、Lysholm 膝关节评分、上肢无氧功、躯干力量等检测,分析康复训练对运动员前交叉韧带重建术后移植物愈合情况、身体形态、膝关节功能和身体素质的积极影响.结果与结论:通过术后10个月的分阶段康复训练,运动员前交叉韧带重建术后移植物愈合良好,膝关节屈曲度恢复正常,膝关节水肿基本消除,膝关节伸屈肌力量恢复到受伤前的95%以上,膝关节功能测试良好,关节功能也恢复了较高水平,Lysholm膝关节评分85分,上肢无氧功和躯干力量达到受伤前的120%,身体各项素质较受伤前有了较大提高.此次的康复训练对运动员前交叉韧带损伤重建术后移植物愈合、膝关节功能、肌肉力量和身体素质恢复有较好的促进作用.
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同轴电纺P3HB4HB/聚乙烯醇复合支架的制备及其生物相容性
背景:聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[poly(3-hydroxybutyrate-4-hydroxybutyrate),P3HB4HB]是一种能够完全降解,具有良好的成膜性、物理性能的高分子材料,但其亲水性较差.目的:制备同轴电纺P3HB4HB/聚乙烯醇复合支架,通过体外实验探讨支架的物理属性及生物相容性.方法:分别制备P3HB4HB电纺支架、聚乙烯醇电纺支架及同轴电纺P3HB4HB/聚乙烯醇复合支架,检测3组支架的形貌、接触角及拉伸力学性能.将第4代SD大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于3组支架上,接种1,3,6 h,检测细胞黏附率;接种第1,3,5,7天,MTT法检测细胞增殖;接种7 d后,荧光染色观察细胞活性.将第4代SD大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于3组支架上,成骨及成软骨诱导分化14 d后,进行茜素红、甲苯胺蓝染色.结果与结论:①支架形貌:扫描电镜下,3组支架呈三维网状相互连通的结构,相互交错,P3HB4HB电纺支架、复合支架纤维直径较为均一,排列规整;透射电镜下仅复合支架可见明显的芯-壳结构;②支架表征:P3HB4HB 电纺支架、复合支架的拉伸强度、拉伸弹性模量及拉伸大力明显高于聚乙烯醇电纺支架(P <0.05);复合支架的接触角< 90°;③细胞黏附率:聚乙烯醇电纺支架组>复合支架组>P3HB4HB电纺支架组(P < 0.05);④细胞增殖及活性:复合支架组接种5,7 d的细胞增殖快于其余两组(P < 0.05);接种7 d后,聚乙烯醇电纺支架、复合支架上的活细胞多于P3HB4HB电纺支架;⑤细胞分化:复合支架组细胞的成骨和成软骨特异性染色强于其余两组;⑥结果表明:同轴电纺P3HB4HB/聚乙烯醇复合支架具有良好生物相容性和有一定力学强度.
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新型复合磷酸钙镁基水门汀的生物相容性
背景:课题组将磷酸钙、磷酸镁、硅酸钙、碳酸铋多种材料复合,研制出一种新型的无机复合材料用作修复髓室底穿孔,前期研究显示该复合材料具有良好的理化机械性能.目的:分析磷酸钙-磷酸镁-硅酸钙-碳酸铋材料的生物相容性.方法:①细胞毒性实验:通过CCK-8比色法测定磷酸钙-磷酸镁-硅酸钙-碳酸铋材料对L929细胞增殖的影响,评价材料的细胞毒性;②溶血实验:在兔抗凝血中分别加入受试样品浸提液、生理盐水与蒸馏水,检测溶血率;③急性全身毒性实验:将受试样品浸提液、生理盐水分别经小鼠尾静脉注入实验组、对照组动物,观察 24,48,72 h小鼠一般情况,并记录各个时间段的体质量;④Ames实验:采用标准平板掺入法,计数组氨酸营养缺陷型鼠伤寒沙门氏菌 TA97,TA98,TA100,TA102 标准测试菌株在受试样品浸提液下培养72 h的回变菌落数.加S-9混合液作为体外代谢活化系统.结果与结论:新型无机复合磷酸钙-磷酸镁-硅酸钙-碳酸铋材料的体外细胞毒性为0级,急性溶血、急性全身毒性和Ames实验结果均为阴性,该材料具有良好生物相容性与安全性.
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不同粒径重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物微球制备及体内外释放性能比较
背景:应用生物可降解材料包载骨细胞生长因子制成微球缓释的技术,为生长因子的高效利用提供了可行性.目的:制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物纳米和微米微球,通过体内外释放实验比较两种微球的释放行为差异.方法:通过控制匀浆速度,采用乳化-溶剂挥发法制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物缓释纳米和微米微球.①体外缓释实验:将两种微球分别溶于PBS中70 d,采用ELISA法检测不同时间点上清液中重组人骨形态发生蛋白2的浓度;②体内缓释实验:将44只新西兰大白兔分为2组,分别在股骨转子缺损处植入重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物缓释纳米和微米微球,植入70 d 内采用ELISA法检测股骨转子缺损处重组人骨形态发生蛋白2的浓度.结果与结论:①体外缓释实验:纳米微球前3 d存在突释情况,累计释放将近达到41%,随后呈持续平稳缓慢释放,70 d时达到83%左右;微米微球突释情况较纳米微球小,前3 d累计释放约为20%且持续释放时间长,70 d累计释放约为70%;②体内缓释实验:纳米微球前3 d存在突释情况,累计释放将近35%,随后呈持续平稳缓慢释放,70 d时达到72%左右;微米微球突释情况较纳米微球小,前3 d累计释放约为21%且持续释放时间长,70 d累计释放约为63%左右;③结果表明:重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物微米微球缓释释放时间与骨生长周期相适宜,更有利于临床治疗骨缺损修复.
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复合胶原海绵材料的体内外止血效果
背景:胶原材料具有良好的止血效果,但是单一胶原止血材料的吸水能力有限,血液浓缩效果不佳,所以止血效率并不理想.目的:观察复合胶原海绵止血材料的体内外止血效果.方法:以胶原、透明质酸和氯化钙为原料、碳化二酰亚胺为交联剂,制备复合胶原海绵止血材料.①细胞毒性实验:分别以复合胶原海绵止血材料浸提液、苯酚溶液及细胞培养液培养L929小鼠成纤维细胞,培养第2,4,7天,MTT 法检测细胞增殖,判定材料毒性;②材料与全血的关系:将兔抗凝血分别滴于复合胶原海绵止血材料、进口止血材料及国产止血材料表面,扫描电镜观察材料与全血的关系;③体外凝血活性:将兔抗凝血分别滴于复合胶原海绵止血材料、进口止血材料及国产止血材料表面,采用凝血指数检测凝血效果;④体内止血效果:钻透18只兔肝叶,随机分3组,分别以复合胶原海绵止血材料、进口止血材料及国产止血材料止血,检测出血时间及出血量.结果与结论:①复合胶原海绵材料的细胞毒性为1级,合格;②与进口和国产止血材料相比较,复合胶原海绵止血材料既有利于血液中水分继续向纵深吸收又能同时网络血红蛋白、血小板等形成凝血块,还可看到孔隙交替向内部延伸,形成交替复杂的海绵状;③复合胶原海绵止血材料的凝血指数显著低于进口、国产止血材料(P < 0.05);④复合胶原海绵止血材料组的出血时间及出血量明显低于进口止血材料组、国产止血材料组(P < 0.05);⑤结果表明,复合胶原海绵止血材料具有的良好止血效果及生物相容性.
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可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架与骨髓间充质干细胞、骨形态发生蛋白2修复骨缺损的体外实验
背景:骨形态发生蛋白2对间充质干细胞的分化及成骨能力有很强的诱导和促进作用.目的:评估骨形态发生蛋白2对骨髓间充质干细胞在可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上增殖及成骨分化的影响.方法:①实验1:取生长良好的第3代骨髓间充质干细胞,分2组培养,实验组与可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架共培养,对照组单独培养骨髓间充质干细胞,培养1,3,5,7,14 d后,CCK-8法检测细胞增殖;培养7 d后,扫描电镜观察细胞在支架上的黏附情况;②实验2:取生长良好的第3代骨髓间充质干细胞,接种于可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架表面,分2组培养,实验组加入含骨形态发生蛋白2的细胞培养基,对照组不加入,培养3,6,9,12,15 d,检测细胞碱性磷酸酶活性;培养1,3,5, 7,14 d,CCK-8法检测细胞增殖;培养1,2周,茜素红染色观察成骨分化情况.结果与结论:①实验1:随着培养时间的延长,两组细胞增殖A值逐渐增加,两组间A值比较差异无显著性意义;培养7 d后,骨髓间充质干细胞紧紧黏附于支架表面;②实验2:随着培养时间的延长,两组碱性磷酸酶活性逐渐升高,实验组培养不同时间点的碱性磷酸酶活性高于对照组(P < 0.05);随着培养时间的延长,两组细胞增殖A值逐渐升高,实验组培养不同时间点的A值高于对照组(P < 0.05);实验组培养1,2周的钙结节数多于对照组;③结果表明,骨形态发生蛋白可促进骨髓间充质干细胞在可注射性纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合支架上的增殖与成骨分化.
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线粒体介导金银合金纳米粒子的合成
背景:由于金银双金属纳米粒子较强的催化活性及选择性催化氧化的特性,在生物医学、药物传递、电化学分析等方面存在潜在的广泛应用.目的:以动物细胞中线粒体为模板,制备金银合金纳米粒子.方法:从鱼肝中分离线粒体;在1 mL偏碱性HAuCl4溶液(10 mmol/L)中加入1 mL线粒体母液,摇匀,加入1 mL AgNO3溶液(10 mmol/L),室温条件下在电磁搅拌器上反应20-30 h,观察反应液颜色从无色逐渐变为紫色,即得金银合金纳米粒子,对其进行表征.①细胞毒性实验:将不同质量浓度(0,25,50,75, 100,125,150 mg/L)的金银合金纳米粒子加入到胃癌细胞中,培养48 h后,MTT法检测细胞增殖A值;②安全稳定性实验:将1 mL不同质量浓度(0,25,50,75,100,125,150 mg/L)的金银合金纳米粒子溶液置于玻璃反应瓶中,将0.2 mL超纯水分次加入到纳米粒子溶液中,左右震荡摇匀;当加入超纯水后,使用紫外-可见光谱对溶液进行表征.结果与结论:①金银合金纳米粒子为合金结构,平均粒径20-30 nm,基本为球形分布,粒度较均一,结晶度较好,结构单一,表面存在羟基、羰基等活性基团;②MTT实验表明在150 mg/L质量浓度范围内,金银纳米粒子无明显的细胞毒性;③随着金银合金纳米粒子质量浓度的变化,强度大的特征吸收峰与金银合金纳米颗粒的含量基本呈正相关;④结果表明,金银合金纳米粒子具有良好的细胞相容性及体外稳定性.
