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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上颌窦底骨增量是否需要使用骨移植材料
背景:上颌后牙区常因骨量不足而增加了此区行种植牙的难度,上颌窦底提升术成功地解决了此难题,在术中使用骨移植材料能获得充足的骨量,不使用骨移植材料还可以缩短治疗周期、减少创伤和费用.目的:结合新的相关研究动态,对上颌窦底提升术中使用和不使用骨移植材料的研究进展作以综述.方法:第一作者以"dental implant,maxil ary sinus,bone augmentation,bone substitute"为英文检索词,以"牙种植、上颌窦、骨增量、骨替代材料"为中文检索词,应用计算机检索PubMed、维普、万方、知网数据库中1985年1月至2018年8月已发表的相关文献,并进行筛选、归纳与总结,终纳入78篇相关文献进行综述.结果与结论:在行上颌窦底提升且同期种植术中,使用和不使用骨移植材料都能获得理想的效果.除此之外,不使用骨移植材料还具有简化手术操作、缩短治疗周期、降低创伤与疼痛、节约治疗费用、降低并发症和失败率等优点,获得广大医生和患者的青睐.因此,相信在未来的上颌窦提升领域中,不使用骨移植材料的手术方式将成为种植医生们的首要选择.
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生物活性支架在骨组织工程中的应用及进展
背景:随着生物打印技术与化学合成技术的进展,将这些技术纳入组织工程支架制作,用于促进骨再生已成为当今研究的热点.目的:介绍生物活性骨组织工程支架,讨论并总结不同制作材料在促进骨再生及治疗骨缺损方面的应用.方法:由第一作者于2018年7至9月以"bone tissue engineer,3D-printed,scaffold,composite scaffold"为关键词,检索2003至2018年期间PubMed、Web of Science、SpringerLink、Medline数据库发表的相关文献.初检文章237篇,筛选后对70篇文章进行分析.结果与结论:生物活性支架主要包括金属材料复合支架、生物陶瓷材料复合支架与聚合物材料复合支架,目前已被应用于骨组织工程中.已开发了几个具有临床转化成功的骨和软骨构建体实例,其中陶瓷和聚合物复合材料与天然骨具有相似的组织组成和良好的生物相容性,可能获得大成功.若可将现有的生物活性材料、生长因子、功能化技术和仿生支架设计相结合,在未来可能为特定患者创建复杂的骨组织工程支架,这也为治疗各种具有挑战性的疾病提供了希望,包括骨肿瘤、骨质疏松症和严重的骨缺损.
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依维莫司药物洗脱支架的发展进程
背景:药物洗脱支架将金属支架的机械支架性能与一种抗增殖药物的特异性结合起来,能够有效的减少支架对血管的损伤、支架内再狭窄和血栓的发生率,并降低晚期不良事件的风险.目的:探索依维莫司药物洗脱支架研究进展.方法:以"依维莫司;everolimus;stent;drug-eluting stents;everolimus drug-eluting stents"等为关键词,在中国知网数据库、PubMed、EMBAES数据库中进行检索,排除与文章不相关的、老旧的、重复的文献,对保留的61篇文献进行归纳、分析与总结.结果与结论:依维莫司药物洗脱支架目前临床上以钴铬依维莫司药物洗脱支架为常见,可有效抑制内膜增生和炎症反应发生,减少支架内血栓的发生率.虽然新型依维莫司药物洗脱支架的出现解决了依维莫司药物洗脱支架的一些问题,如血小板黏附、平滑肌细胞增殖、血管舒缩及血管内皮细胞活性,但还有一些问题需要继续研究.
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3D打印技术构建不同比例聚己内酯-磷酸三钙支架及其体外诱导成骨性能
背景:骨组织工程支架的复合材料选择及混合比例对于支架成骨诱导作用的影响巨大.目的:借助3D打印技术构建不同混合比例的聚己内酯-磷酸三钙复合支架,探究其物理特征和成骨诱导能力.方法:将聚己内酯(polycaprolactone,PCL)和磷酸三钙(tricalcium phosphate,TCP)分别按照10:0、9:1、8:2、7:3的质量比混合,借助3D打印技术构建单纯聚己内酯支架和聚己内酯-磷酸三钙复合支架,分别命名为单纯PCL支架、PCL-10％TCP支架、PCL-20％TCP支架、PCL-30％TCP支架,利用扫描电子显微镜和疲劳试验机表征支架的微观结构和力学性能.将兔骨髓间充质干细胞分别接种于单纯PCL支架、PCL-10％TCP支架、PCL-20％TCP支架上,接种后第1,4,7天检测细胞增殖,第1,7,14天检测细胞内碱性磷酸酶活性,第7,14,21天检测支架上清液内的钙含量.结果与结论:①PCL-30％TCP支架无法通过该方式构建支架;②与单纯PCL支架相比,PCL-10％TCP支架、PCL-20％TCP支架的抗压强度和弹性模量更强(P<0.05),孔隙率无明显改变;③单纯PCL支架、PCL-10％TCP支架、PCL-20％TCP支架均可观察到预先设计的孔隙结构,支架内部孔隙相互连通;④单纯PCL支架、PCL-10％TCP支架、PCL-20％TCP支架均可促进骨髓间充质干细胞增殖,PCL-20％TCP支架组接种第4,7天的细胞增殖效果优于其余两组支架(P<0.05);⑤PCL-20％TCP支架组接种第7,14天的细胞内碱性磷酸酶活性高于其余两组支架(P<0.05);⑥接种第14天,PCL-20％TCP支架组钙含量高于其余两组支架(P<0.05);⑦结果表明,相比于其他支架,PCL-20％TCP支架具有更好的力学性能,更能促进骨髓间充质干细胞的增殖和成骨分化.
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三种填充材料修复胸腰椎骨质疏松性骨折的疗效对比
背景:采用经皮穿刺椎体后凸成形治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,填充材料的选择成为影响手术效果的重要因素.目的:探讨聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate,PMMA)、自固化磷酸钙骨水泥(calcium phosphate cement,CPC)与含有重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)磷酸钙骨水泥治疗胸腰椎骨质疏松性骨折的疗效.方法:纳入120例胸腰椎骨质疏松性压缩骨折患者,均进行经皮椎体后凸成形治疗,随机分3组,在治疗过程中分别填充聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥(PMMA对照组)、自固化磷酸钙骨水泥(CPC观察组)及含有人骨形态发生蛋白2的磷酸钙骨水泥(rhBMP-2/CPC观察组),每种材料40例.治疗后7 d,评估各组临床疗效;治疗前及治疗后3个月,评估止痛药使用情况;治疗前及治疗后3,6个月,评估伤椎骨密度;治疗后1年,统计新发骨折情况.结果与结论:①3组治疗总有效率达到97.5％,组间临床疗效比较无差异(P>0.05);②3组治疗后7 d的疼痛均较治疗前改善(P<0.05),CPC观察组、rhBMP-2/CPC观察组改善情况优于PMMA对照组(P<0.05),CPC观察组、rhBMP-2/CPC观察组改善情况无差异(P>0.05);③3组治疗后7 d的活动功能恢复情况均较治疗前改善(P<0.05),CPC观察组、rhBMP-2/CPC观察组改善程度优于PMMA对照组(P<0.05);④3组治疗后7 d的伤椎前中柱椎体高度、后凸Cobb角均较治疗前有所改善(P<0.05),3组间改善程度比较无差异(P>0.05);⑤治疗后3个月,3组患者均脱离了止痛药物;⑥治疗后6个月,PMMA对照组与CPC观察组骨密度与治疗前比较无差异(P>0.05),rhBMP-2/CPC观察组骨密度较治疗前明显增加(P<0.05);⑦治疗后1年,CPC观察组、rhBMP-2/CPC观察组新发骨折情况低于PMMA对照组(P<0.05),CPC观察组、rhBMP-2/CPC观察组新发骨折情况比较无差异(P>0.05);⑧结果表明,PMMA、CPC与rhBMP-2/CPC治疗骨质疏松性椎体压缩骨折临床疗效均较好,CPC与rhBMP-2/CPC改善疼痛的速度和远期支撑效果更好,可减少新发骨折发生风险,同时rhBMP-2/CPC能够增加椎体骨密度.
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高黏度骨水泥弥散程度对老年女性骨质疏松椎体压缩性骨折治疗效果的影响
背景:高黏度骨水泥是在传统聚甲基丙烯酸甲酯的基础上改进得到,具有可注射时间长、黏度高、聚合温度低等特点,进一步增加了椎体成形手术的安全性.目的:分析椎体成形治疗老年女性骨质疏松椎体压缩性骨折中高黏度骨水泥弥散程度对临床疗效的影响.方法:纳入120例女性首次、单一节段骨质疏松椎体压缩性骨折患者,年龄53-83岁,均进行高黏度骨水泥椎体成形手术.根据术后侧位X射线片将骨水泥弥散至上下终板两侧的患者记为A组(n=54),其他患者记为B组(n=66);根据CT横断位骨水泥弥散情况,将A组中均匀弥散至双侧椎弓根的患者记为Ⅰ度,其他患者记为Ⅱ度.术后所有患者均随访6个月以上,对比各组末次随访的椎体前缘高度恢复率、局部后凸角改善率、目测类比评分与Oswestry功能障碍指数评分.结果与结论:①A组末次随访的椎体前缘高度恢复率、末次随访局部后凸角改善率均高于B组(P<0.05);②末次随访时,A、B组目测类比评分与Oswestry功能障碍指数评分均较治疗前明显改善(P<0.05),两组间比较差异无显著性意义(P>0.05);③Ⅰ度组与Ⅱ度组末次随访的椎体前缘高度恢复率、局部后凸角改善率比较差异均无显著性意义(P>0.05);④A组中骨水泥渗漏9例,术后发热4例,低血压2例;B组中骨水泥渗漏8例,发热6例,术后血压升高2例,术后皮肤浅层渗液1例,两组间不良反应发生情况比较差异无显著性意义(P>0.05);⑤结果表明,高黏度骨水泥椎体成形治疗老年女性单节段骨质疏松椎体压缩性性骨折疗效肯定,骨水泥弥散程度愈高临床疗效愈佳,但高黏度骨水泥的注入要适量,过多的弥散会增加渗漏风险.
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3D打印羟基磷灰石/聚乳酸网状复合物修复颅骨缺损
背景:羟基磷灰石/聚乳酸复合材料具有良好的生物相容性及骨诱导性,但评价这种复合物作为颅骨修补材料的可行性研究较少.目的:观察3D打印羟基磷灰石/聚乳酸网状复合物修复兔颅骨缺损的可行性.方法:取12只新西兰兔,在每只兔颅骨上制备2个直径约1 cm的颅骨全层缺损,其中1个植入3D打印羟基磷灰石/聚乳酸网状复合物,另一个植入自体骨粉,植入6,12周时取颅骨缺损标本,进行形态学、硬度检测、病理组织学观察.结果与结论:①植入12周时,对照组可观察到缺损轮廓,缺损已基本修复;实验组缺损已被新生骨组织及纤维组织完全填充,与周围正常骨组织形成一体,整体轮廓自然,缺损边界模糊,难以辨认,部分植入物出现降解,颅骨内侧面缺损处新生骨与周围衔接自然;②植入6周时,实验组修复区显微硬度较对照组低(P<0.05),两组均未达到正常骨质硬度(P<0.05);植入12周时,实验组修复区显微硬度与对照组、正常组无差异;③植入6周时,实验组可见骨小梁形成良好,骨小梁间部分连接,且大部分延颅骨缺损方向排列有序,并可见新生血管与骨髓腔形成;对照组可见骨小梁厚度较好但方向杂乱不规则.植入12周时,实验组可见致密的骨小梁形成且连接良好,材料间有骨细胞及骨小梁穿行;对照组可见骨小梁厚度良好但排列方向较不规整,其间能见血管及骨单位存在,骨髓腔形成良好.④结果表明,3D打印羟基磷灰石/聚乳酸网状复合体植入物具有生物相容性好、诱导骨再生、可降解等特点,能够有效修复颅骨缺损.
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牙科烤瓷合金对金黄地鼠颊囊黏膜中凋亡相关蛋白表达的影响
背景:有研究证实,牙科烤瓷合金具有不同程度的细胞毒性,可导致细胞凋亡,但以往关于牙科烤瓷合金引起细胞凋亡的研究多采用体外实验,无法很好地模拟口腔环境.目的:观察牙科烤瓷合金对金黄地鼠颊囊黏膜中凋亡相关蛋白表达的影响.方法:取60-70 d龄雄性金黄地鼠36只(北京维通利华实验动物技术有限公司提供),随机分6组,分别在颊囊黏膜表面缝合固定镍铬烤瓷合金、钴铬烤瓷合金、纯钛烤瓷合金、钯基烤瓷合金、金铂烤瓷合金及聚丙烯(阴性对照).固定14,28 d,切取与试件接触的颊囊黏膜,Western Blot检测黏膜细胞中Caspase-3、Caspase-8、Caspase-9蛋白表达情况.结果与结论:①固定14,28 d时,金铂烤瓷合金组Caspase-3蛋白表达量与阴性对照组比较无明显差异(P>0.05),其余4种烤瓷合金组Caspase-3蛋白表达量高于阴性对照组(P<0.05);②固定14 d时,各烤瓷合金组Caspase-8蛋白表达量均高于阴性对照组(P<0.05);固定28 d时,镍铬烤瓷合金组、钯基烤瓷合金组Caspase-8蛋白表达量高于阴性对照组(P<0.05),其余烤瓷合金组Caspase-3蛋白表达量与阴性对照组比较无明显差异(P>0.05);③固定14 d时,各烤瓷合金组Caspase-9蛋白表达量均高于阴性对照组(P<0.05);固定28 d时,钴铬合金组Caspase-9蛋白表达量与阴性对照组比较无明显差异(P>0.05),其余烤瓷合金组Caspase-9蛋白表达量均高于阴性对照组(P<0.05);④结果表明,5种牙科烤瓷合金均不同程度引起凋亡相关信号分子的表达增加.
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反复熔铸金铂烤瓷合金耐腐蚀性能的变化
背景:课题组前期研究发现,金铂烤瓷合金经过反复熔铸后化学成分、力学性能等均未发生改变.目的:进一步研究反复熔铸对金铂烤瓷合金耐腐蚀性能的影响.方法:取金铂烤瓷合金(原代合金),进行第1次熔铸,熔铸环境为真空加氩气,以此获得Ⅰ代合金(底座、铸道等废旧合金),将Ⅰ代合金进行重铸前处理,以此获得Ⅱ代合金(底座、铸道等废旧合金),依此类推,获得Ⅲ代合金(底座、铸道等废旧合金).将3代合金浸泡于pH=2.35的电解液中,7 d后,检测浸泡液中各金属离子的种类及水平,计算浸泡后合金的失重腐蚀速率,观察浸泡后合金的表面形貌变化,测量表面粗糙度和表面自由能变化.结果与结论:①各代金铂合金浸泡后都仅检测到铟、锡、铁3种元素,其中铟元素析出量较多,但各代合金间各类金属离子析出量及析出总量比较均无差异(P>0.05);②3代合金间失重腐蚀速率比较无差异(P>0.05);③扫描电镜显示,浸泡前,3代合金表面均可见均匀的划痕,浸泡后可见明显腐蚀痕迹;④浸泡后,3代合金表面粗糙度均增加,Ⅱ、Ⅲ代合金表面粗糙度与Ⅰ代合金相比无差异(P>0.05);⑤浸泡后,3代合金表面自由能均有所增加,但各代合金之间表面自由能比较无差异(P>0.05);⑥结果表明,经反复熔铸1-3次后,金铂烤瓷合金的耐腐蚀性能无明显变化.
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椅旁快速烧结条件下3种氧化锆机械性能的比较
背景:椅旁快速烧结作为目前新技术,只适用于个别种类氧化锆的烧结,是否适用于其他氧化锆材料尚无研究报道.目的:研究椅旁快速烧结条件对3种氧化锆材料机械性能的影响.方法:将TT、ST、inCoris ZI三种氧化锆试件分别制备成标准试件,在相同条件下进行椅旁快速烧结,对烧结后的试件分别进行密度、硬度、断裂韧性及双轴弯曲强度的测试.结果与结论:①烧结后,TT、ST、inCoris ZI氧化锆试件的密度分别为(5.966±0.001),(6.060±0.001),(6.031±0.001)g/cm3,组间两两比较差异均有显著性意义(P<0.05);②烧结后,TT、ST、inCoris ZI氧化锆试件的维氏硬度分别为(12.02±0.04),(12.90±0.05),(12.54±0.09)GPa,组间两两比较差异均有显著性意义(P<0.05);③烧结后,TT、ST、inCoris ZI氧化锆试件的断裂韧性分别为(4.87±0.07),(6.17±0.10),(6.42±0.08)MPa·m1/2,组间两两比较差异均有显著性意义(P<0.05);④烧结后,TT、ST、inCoris ZI氧化锆试件的双轴弯曲强度分别为(624.41±92.01),(966.01±58.86),(1154.83±49.79)MPa,TT氧化锆试件的双轴弯曲强度低于ST、inCoris ZI氧化锆试件(P<0.05),ST、inCoris ZI氧化锆试件的双轴弯曲强度比较无差异(P>0.05);⑤结果表明,ST、inCoris ZI氧化锆椅旁快速烧结后的机械性能可满足临床需要,TT氧化锆椅旁快速烧结后还需要恰当选择临床适应证.
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改良型富血小板纤维蛋白复合β-磷酸三钙诱导的新生骨整合
背景:前期兔临界性骨缺损修复实验显示,β-磷酸三钙与改良型富血小板纤维蛋白复合材料可诱导新生骨形成,促进骨组织的修复,效果优于单独使用 β-磷酸三钙或改良型富血小板纤维蛋白.目的:进一步探索 β-磷酸三钙与改良型富血小板纤维蛋白复合材料引导的新生骨与种植体骨整合性能.方法:取18只日本大耳兔(成都达硕生物科技有限公司提供),建立双侧股骨髁部骨缺损模型(直径6 mm、深度10 mm),随机分3组:β-磷酸三钙组将 β-磷酸三钙材料填入骨缺损处,改良型富血小板纤维蛋白组将改良型富血小板纤维蛋白填入骨缺损处,复合组将质量比为1:1的 β-磷酸三钙与改良型富血小板纤维蛋白混匀,填入骨缺损处;材料植入后3个月,植入DIO种植体,种植体植入后第4,12周获取带种植体的新生骨标本,进行Micro-CT及种植体推出实验,检测骨结合界面质量与推出大荷载值.结果与结论:①Micro-CT检测显示,随着时间的延长,各组新生骨量逐渐增加,并且复合组植入后第4,12周的新生骨量多于 β-磷酸三钙组、改良型富血小板纤维蛋白组(P<0.05);②种植体推出实验显示,随着时间的延长,各组大推出力增加,并且复合组植入后第4,12周的大推出力高于 β-磷酸三钙组、改良型富血小板纤维蛋白组(P<0.05);③结果表明相对于单独应用,β-磷酸三钙与改良型富血小板纤维蛋白复合材料可优化新骨与种植体的结合.
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三维有限元分析不同材料不同方法修复离体牙缺损模型的应力分布
背景:如何大限度地保留根管治疗后的牙体组织,并能够保证修复后的强度是目前的研究热点.目的:使用有限元法分析不同方式修复离体牙缺损模型的应力分布情况.方法:收集北京市海淀医院口腔科因慢性牙周炎无法保留而拔除的上颌第一磨牙12颗,根管治疗后制备离体牙缺损模型,以钴铬合金、纯钛金属、二氧化锆、E.max全瓷为修复材料,每种材料分别进行嵌体、高嵌体、桩核冠3种修复方式.通过Micro CT扫描上颌第一磨牙修复模型,使用图像处理软件Mimics 17.0及Geomegic Studio 2013重建牙体及修复体三维数字模型,采用有限元分析软件进行力学模拟,力加载方式设为:8点90°加载、3点90°加载、3点90°加载、3点0°加载.结果与结论:在各载荷条件下,桩冠组修复体边缘、预备体肩台、剩余牙本质颈部及桩核中部出现应力集中区;在各载荷条件下,嵌体组釉质的加载点出现应力集中区,并有将应力沿牙釉质传到至颈部的趋势,嵌体和预备体相对的龈壁和底面及二者移行处也出现应力集中区;在各载荷条件下,高嵌体组高嵌体与牙釉质接触处出现应力集中,预备体龈壁和底面及二者移行处,以及相对应的高嵌体髓腔内部分也出现应力集中的情况,但应力分布更为均匀;结果表明在上颌磨牙大面积缺损的修复方式中,高嵌体具有适用性和优势性.
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基于超支化聚酰胺胺可生物降解阳离子基因递送系统的构建与体外评价
背景:与其他聚阳离子相比,超支化聚酰胺胺的细胞毒性小、生物相容性好、溶血活性低、易于表面修饰,在基因递送中是一类具有广阔应用前景的阳离子聚合物.但目前应用于基因转染的超支化聚酰胺胺大多不可降解,易在体内聚集引起细胞毒性.目的:合成还原降解超支化聚酰胺胺(redox-degradable hyperbranched polyamidoamine,DHPAA),考察其作为基因递送载体的安全性和有效性.方法:以N,N'-双(丙烯酰)胱胺(BAC)和1-(2-氨乙基)哌嗪(AEPZ)为功能性单体,通过迈克尔加成一锅法合成DHPAA,采用核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱和酸碱滴定法对其结构和性能进行表征.采用自组装法制备DHPAA/DNA复合物,使二者质量比分别为1:1、5:1、10:1、15:1、20:1;采用动态光散射和透射电镜测定复合物的粒径、形貌和Zeta电势;采用琼脂糖凝胶阻滞电泳、Picogreen荧光分析和体外释放DNA实验检测DHPAA对DNA的固缩能力及DHPAA的还原降解性.以人肾上皮细胞系HEK293、人乳腺癌细胞系MCF-7、间充质干细胞和子宫颈癌细胞系Hela为细胞模型,采用MTT法检测聚合物DHPAA的细胞毒性;以间充质干细胞和子宫颈癌细胞系Hela为细胞模型,采用MTT法检测DHPAA/DNA复合物的细胞毒性.以绿色荧光蛋白报告基因为研究对象(绿色荧光蛋白报告基因与DHPAA的质量比分别为1:1、5:1、10:1、15:1、20:1),使用流式细胞仪与共聚焦激光扫描显微镜考察DHPAA在间充质干细胞中的体外转染效率.结果与结论:①合成的聚合物DHPAA结构符合分子设计,在pH=3-10范围内具有良好的缓冲能力;聚合物DHPAA对DNA分子具有很好的固缩能力,形成的复合物在生理条件下很稳定,在还原性介质中能够快速释放出DNA;当DHPAA/DNA质量比由1:1增加到10:1时,复合物的包封率逐渐增加,此后质量比继续增加包封率不再增加;②在1-200 mg/L范围内,聚合物DHPAA对HEK293、MCF-7、间充质干细胞和Hela细胞的存活率无影响;③当质量比由1:1增加到10:1时,25 mg/L DHPAA/DNA复合物对间充质干细胞和Hela细胞的存活率无影响;④当质量比由1:1增加到10:1时,DHPAA/绿色荧光蛋白报告基因复合物的转染效率逐渐增加,当质量比继续增加时转染效率增加缓慢;⑤结果表明,还原降解DHPAA生物相容性好,能够高效地将基因递送到细胞内并高效表达基因.综合考虑DHPAA的DNA负载效率和复合物的转染效果,选择10:1为佳聚合物/DNA质量比.
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新型三元复合材料纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/氧化锆的制备及体外生物相容性
背景:纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料具有高仿生特性,可通过与宿主骨直接结合来发挥生物活性作用,但其缺乏足够的力学强度.目的:制备新型三元复合材料纳米羟基磷灰石/聚酰胺66/氧化锆(nano-hydroxyapatite/polyamide 66/yttria-stabilized tetragonal zirconia,nHA/PA66/YTZ),验证其力学特性及体外生物相容性.方法:采用两步法制备三元复合材料nHA/PA66/YTZ,其中纳米羟基磷灰石与氧化锆的质量比分别100:0、90:10、80:20、60:40.扫描电镜观察复合材料表征,力学测试仪测试其抗弯强度、抗张强度、抗压强度、弹性模量、断裂伸长率等力学参数,评价其力学性能,筛选佳质量比复合材料,用于以下实验.分别采用细胞培养液(空白对照组)、纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料浸提液(对照组)、nHA/PA66/YTZ材料浸提液(实验组)培养小鼠成骨细胞MC3T3-E1,CCK-8法检测细胞增殖;将纳米羟基磷灰石/聚酰胺66材料(对照组)、nHA/PA66/YTZ材料(实验组)分别与小鼠成骨细胞MC3T3-E1共培养,24 h后采用激光共聚焦显微镜观察MC3T3-E1细胞在复合材料表面的黏附、增殖情况.结果与结论:①扫描电镜显示,氧化锆晶粒填充了原本纳米羟基磷灰石晶粒之间的空隙,纳米羟基磷灰石/氧化锆均匀分散在聚酰胺66基体中;②生物力学测试显示,纳米羟基磷灰石与氧化锆质量比为60:40 nHA/PA66/YTZ材料的抗压强度、抗弯强度、抗张强度、断裂伸长率及弹性模量高,力学性能优,选择其进行细胞相容性实验;③CCK-8检测显示,随着时间的延长,3组细胞数量逐渐增加,3组间细胞增殖比较无差异;④激光共聚焦显微镜显示,实验组复合材料上的细胞呈现融合、团聚及分层现象,细胞内肌动蛋白丝更多;对照组复合材料上的细胞呈现单层及分散现象,细胞数量与细胞内的肌动蛋白丝较实验组少;⑤结果表明,三元复合材料nHA/PA66/YTZ在体外实验中表现出良好的力学性能、生物安全性及生物相容性.
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聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能的影响因素及其作用规律
背景:聚三亚甲基碳酸酯具有良好的生物相容性和生物降解性能,具有较大的临床应用前景.目前,国内外关于聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能影响因素及其作用规律的研究较少.目的:研究聚三亚甲基碳酸酯的体外酶解性能,并探讨影响聚三亚甲基碳酸酯体外酶解性能的因素及其作用规律.方法:通过开环聚合反应制备聚三亚甲基碳酸酯均聚物及其共聚物,2种均聚物的分子质量分别为135,256 kDa,共聚物的分子质量为238 kDa,将分子质量为256 kDa的均聚物制成棒条与膜片2种形状,其余2种样品制成棒条.将均聚物、共聚物样品分别置于脂肪酶溶液中,均聚物样品于第1,2,4,8,10,12周取出,共聚物样品于3,6,9,12,15 d后取出样品,测量样品质量变化,计算失重率及降解速率常数.结果与结论:①分子质量、形状及共聚改性对聚三亚甲基碳酸酯的体外酶解性能有显著影响;②当分子质量由135 kDa增加至256 kDa时,聚三亚甲基碳酸酯均聚物棒条的酶解速率常数由每周1.46％增加到每周3.81％,说明分子质量越高,聚三亚甲基碳酸酯均聚物的体外酶解速率越快;③当形状由棒条转换为膜片时,分子质量为256 kDa聚三亚甲基碳酸酯均聚物的酶解速率常数由每周3.81％增加到每周9.16％,说明膜片形状样品降解速率更快;④在分子质量为256 kDa聚三亚甲基碳酸酯结构中引入等摩尔比己内脂成分后,其酶解速率常数由每周3.81％增加到每周14.49％,说明在结构中引入聚己内酯成分,可加速聚三亚甲基碳酸酯的降解速率;⑤各因素对聚三亚甲基碳酸酯体外酶解速率的影响程度顺序为:共聚组成>样品形状>分子质量.
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不同磨损颗粒对体外培养人外周血单核细胞的影响
背景:人工关节置换后正常的行走活动会产生大量的钛铝钒合金(Titanium 6 Aluminium 4 Vanadium,Ti6Al4V)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)、超高分子量聚乙烯(Ultra-High-Molecular-Weight-Polyethylene,UHMWPE)、钴铬合金(Chromium-Cobalt Al oy,Co-Cr)等磨损颗粒,激活单核细胞释放大量的炎性细胞因子和趋化因子,诱发骨溶解和形成假性肉芽肿等一系列生物学级联反应,终导致假体发生无菌性松动.目的:探讨Ti6Al4V、PMMA、UHMWPE和Co-Cr颗粒对体外培养人外周血单核细胞分泌肿瘤坏死因子 α、白细胞介素1和白细胞介素6的影响及诱导骨溶解引起无菌性松动的作用机制.方法:将人外周血单核细胞分别与不同浓度的Ti6Al4V、PMMA、UHMWPE和Co-Cr颗粒进行共培养,72 h后提取细胞上清液,用ELISA法检测肿瘤坏死因子 α、白细胞介素1和白细胞介素6的表达水平,观察各种颗粒浓度和理化性质对外周血单核细胞活性的影响.结果与结论:①各组人外周血单核细胞存活率均大于95％,仅有Co-Cr组颗粒/细胞比值为1000时单核细胞存活率降至87％;②当颗粒/细胞比值为10,100,1000时,活化的单核细胞分泌肿瘤坏死因子 α、白细胞介素1和白细胞介素6的水平与原始幼稚单核细胞(颗粒/细胞比值为0时)相比显著增高,差异有显著性意义(P<0.05);③Ti6Al4V组、PMMA组和UHMWPE组中随颗粒浓度增加,单核细胞分泌肿瘤坏死因子 α、白细胞介素1和白细胞介素6出现不同程度的增强.Co-Cr组中当颗粒/细胞比值达到1000时却出现肿瘤坏死因子 α、白细胞介素1和白细胞介素6的表达水平降低;④在骨溶解过程中Ti6Al4V颗粒的功能生物学活性强,其次是Co-Cr和PMMA颗粒,UHMWPE颗粒低弱;Ti6Al4V、PMMA、UHMWPE和Co-Cr颗粒在骨溶解过程中对外周血单核细胞的影响存在剂量依赖性.
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载万古霉素缓释微球纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架联合自体红骨髓可修复慢性骨髓炎兔的骨缺损
背景:前期研究证实,万古霉素缓释微球对兔慢性骨髓炎具有良好的治疗效果,纳米羟基磷灰石/壳聚糖具有良好的生物相容性、降解性及成骨诱导性,自体红骨髓联合纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架可用于修复兔桡骨骨缺损.因此,3者联合修复兔慢性骨髓炎骨缺损的效果有待验证.目的:探讨载万古霉素/聚乳酸-羟基乙酸共聚物(polyactic-co-glycolic acid,PLGA)缓释微球的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,联合自体红骨髓修复兔慢性骨髓炎骨缺损的治疗效果及可行性.方法:采用水-油-水乳相法制备万古霉素/PLGA缓释微球,将缓释微球与纳米羟基磷灰石/壳聚糖混合液充分混匀,采用真空冷冻干造法制备载万古霉素/PLGA缓释微球的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,对支架进行力学性能测试及万古霉素释放量检测.在20只5月龄新西兰大白兔(解放军第三军医大学大坪医院实验动物中心提供)左侧胫骨髓腔内注射金黄色葡萄球菌,构建慢性骨髓炎骨缺损模型,随机分4组干预,A组仅作清创处理,B组清创后植入纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,C组清创后植入载万古霉素/PLGA缓释微球纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,D组清创后植入载万古霉素/PLGA缓释微球纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架及自体红骨髓.治疗3个月后,通过X射线、病理苏木精-伊红染色评价骨缺损修复效果.结果与结论:①载万古霉素/PLGA缓释微球的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架,具有良好的生物力学性能及缓慢平稳释放万古霉素的能力;②治疗3个月后的X射线显示,A、B组胫骨近端仍见明显的缺损区、骨质破坏及骨膜反应;C组可见新生骨形成,缺损区稍模糊,但仍有缺损存在;D组可见新骨形成,缺损区模糊,密度稍增高,骨膜反应消失;③治疗3个月后的病理苏木精-伊红染色显示,A、B组骨小梁紊乱、破坏较多;C、D组骨小梁排列较为整齐,破坏较少,且D组骨小梁粗大,排列有序;④结果表明,载万古霉素/PLGA缓释微球的纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架联合自体红骨髓修复兔慢性骨髓炎骨缺损效果良好.
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载纳米银磷酸三钙的体外细胞毒性及兔体内毒性
背景:课题组前期研究发现,负载5％纳米银颗粒 β-磷酸三钙材料具有抗菌性和良好的生物相容性.目的:10％纳米银颗粒 β-磷酸三钙材料的体内外毒性.方法:①体外细胞毒性:分别采用含质量分数10％纳米银颗粒 β-磷酸三钙材料浸提液、多孔 β-磷酸三钙材料浸提液、正常组织培养液培养SD大鼠(上海西普尔-必凯实验动物有限公司提供)骨髓间充质干细胞,培养1,3,5,7 d,CCK-8法检测细胞增殖;②动物体内毒性:取20只新西兰大白兔(上海市甲干生物科技有限公司提供),在左侧股骨外髁制作直径6 mm、深度13 mm的骨缺损,随机分2组,实验组缺损处植入含质量分数10％纳米银颗粒的 β-磷酸三钙材料,对照组植入 β-磷酸三钙材料.植入后12周,采用电感耦合等离子体质谱法检测血液和各组织器官内银离子浓度;苏木精-伊红染色切片观察各组织器官病理状态;Van Gieson染色切片观察材料植入区组织生长情况.结果与结论:①β-磷酸三钙浸提液组、正常组织培养液组、含纳米银颗 β-磷酸三钙材料浸提液组培养不同时间点的细胞增殖比较无差异(P<0.05);②实验组和对照组兔血液、心、肝、脾、肺、肾各脏器中的银离子浓度均小于0.1×10-6,小于WHO规定的人体内银离子的高浓度0.5×10-6;③实验组与对照组兔心、肝、脾、肺、肾组织切片均未见明显病理性改变;④实验组与对照组材料轮廓可分辨,材料周围可见被染成红色的新骨组织,材料内部多孔结构内可见大量红染的新骨组织,两组材料多孔结构内的新骨组织分布未见明显差异;⑤结果表明,含质量分数10％纳米银颗粒的 β-磷酸三钙材料无明显细胞毒性与动物体内毒性,具有良好的生物相容性.
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罗哌卡因乳酸羟基乙酸共聚物纳米粒制备及动物体内的缓释
背景:课题组前期进行了罗哌卡因乳酸羟基乙酸共聚物微球合成工艺及其药物动力学的研究,并证实其有效性,但因颗粒较大,限制其在注射方面的应用,且存在对组织的刺激等不良反应.目的:采用乳剂-扩散溶剂挥发法制备罗哌卡因乳酸羟基乙酸共聚物纳米粒,研究其粉粒学特征、体内释药特性及组织毒性.方法:以乳酸羟基乙酸共聚物为载体,采用乳剂-扩散溶剂挥发法制备罗哌卡因乳酸羟基乙酸共聚物微球并加以研磨过滤,计算纳米粒的粒径、药物包封率、载药量及形态等参数.选取100只昆明小鼠(南方医科大学动物实验中心提供),随机分为实验组和对照,将罗哌卡因-乳酸羟基乙酸纳米粒悬浮液注射入实验组小鼠颈部皮下,对照组小鼠给予等剂量0.5％盐酸罗哌卡因.分别于药物注射后30 min及1,2,3,6,10,18,24,36,48 h进行血药浓度监测,观察体内释药情况,对注射部位及全身主要脏器进行病理学检查以检测其组织学毒性.结果与结论:①制备的罗哌卡因-乳酸羟基乙酸纳米粒,粒径为(73.5±16.7)nm,载药量为(6.07±0.22)％,包封率为(62.73±4.83)％;②动物体内实验结果显示:实验组小鼠与对照组相比,血药浓度明显降低(P=0.00).对照组药物留置时间约6 h,实验组药物留置时间约48 h,药物持续缓释;③实验组小鼠药物注射局部组织仅见轻微炎症反应,每组小鼠均未见组织细胞坏死及全身主要脏器的病理学改变;④结果提示,罗哌卡因乳酸羟基乙酸纳米粒可以成功制备,动物体内具有明显的缓释性,组织器官毒性小.
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新方法可获得更佳的组织工程小直径血管细胞外基质支架
背景:获得适宜的支架材料是构建组织工程小直径血管的基础,前期研究发现,非离子型去垢剂的脱细胞效果差,联合应用离子型去垢剂能更有效去除细胞成分.目的:比较不同脱细胞方法制备猪颈动脉脱细胞支架的有效性,探索更适宜的细胞外基质支架制备方法.方法:取普通猪颈动脉30根,随机分为5组(n=6),其中A组不进行脱细胞处理;B组采用1％十二烷基硫酸钠+1％脱氧胆酸钠进行脱细胞处理;C组采用0.5％十二烷基硫酸钠+0.5％脱氧胆酸钠进行脱细胞处理;D组采用1％十二烷基硫酸钠+1％Triton X-100进行脱细胞处理;E组采用0.5％十二烷基硫酸钠+0.5％Triton X-100进行脱细胞处理.对各组样本分别行苏木精-伊红染色、五色套染、扫描电镜、免疫组织化学及生物机械力学检测.结果与结论:①苏木精-伊红染色、五色套染显示,B、C组脱细胞完全,D、E组于局部可见细胞残留;②扫描电镜显示,脱细胞各组胶原纤维束和弹性蛋白保存完整,B组孔隙结构的形态、尺寸优于C、D、E组;③免疫组织化学评估显示,脱细胞各组均有异种抗原 α-1,3-Gal表达,B组 α-1,3-Gal抗原表达低于C、D、E组;④生物机械力学检测显示,脱细胞各组爆破压力、缝线保持力和缝合保留强度较A组显著下降(P<0.05),脱细胞各组间比较无差异;脱细胞各组顺应性、长轴断裂伸长率、横轴大应力、横轴断裂伸长率、横轴杨氏模量与对照组比较无差异(P>0.05);脱细胞各组长轴大应力和长轴杨氏模量较A组显著下降(P<0.05),其中B、C组长轴大应力和长轴杨氏模量下降较D、E组明显(P<0.05);⑤结果表明,基于1％十二烷基硫酸钠+1％脱氧胆酸钠的方法可获得更佳的猪颈动脉细胞外基质支架,适用于构建组织工程小直径血管.
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重组胶原蛋白海绵的制备及性状表征
背景:重组胶原蛋白具有良好的亲水性及生物相容性,但其存在溶解性强及机械强度不足等缺点.化学交联可显著提高材料的韧性、力学强度及耐降解性.目的:制备重组胶原蛋白海绵,并对其理化性质及安全性进行评价.方法:采用微生物发酵法获得重组胶原蛋白,经戊二醛交联后,将其置于模具中冷冻干燥,获得多孔重组胶原蛋白海绵,检测交联后重组胶原海绵的吸水率与孔隙率,采用扫描电镜观察交联前后重组胶原海绵的表面形态,红外光谱仪对比交联前后重组胶原海绵结构的变化.采用交联重组胶原海绵浸提液培养L929细胞,培养第68小时,采用MTT法检测细胞相对增殖率,评估交联重组胶原海绵的细胞毒性.结果与结论:①交联后重组胶原海绵的吸水率为(2903.83±47.90)％,平均孔隙率在85％以上;②扫描电镜显示,交联前,重组胶原海绵的孔隙呈蜂窝状,致密;交联后,重组胶原海绵的孔隙较大,呈板层结构,可看到板层间桥键连接,纵向可看到较大褶皱;③红外光谱显示,交联后的重组胶原海绵特征性化学结构特征无明显变化;④交联重组胶原海绵浸提液培养L929细胞的相对增殖率为84％,细胞毒性为1级,生物安全性良好;⑤结果表明采用戊二醛交联制备的重组胶原海绵,理化性质稳定,生物相容性良好.
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软骨细胞外基质源性微粒修复山羊负重区大面积软骨缺损
背景:随着组织工程技术的发展,使用天然的生物材料作为支架可以加快新生软骨组织的生成,有利于软骨缺损的修复.目的:探究软骨细胞外基质源性微粒修复负重区软骨大面积缺损的能力.方法:刮取山羊膝关节软骨,通过脱细胞技术制备细胞外基质源性微粒.取12只中国山羊(解放军总医院动物实验中心提供),制作右股骨内外髁负重区直径8 mm、深2 mm的全层骨软骨缺损模型,随机分为2组,实验组(n=6)于缺损处植入同种异体软骨细胞外基质源性微粒,并用纤维蛋白胶固定;对照组(n=6)仅填入纤维蛋白胶.植入3,6个月取右膝关节股骨远端样本,进行组织学及生物力学评价.结果与结论:①苏木精-伊红染色:对照组植入3个月时缺损基本无修复,有少量纤维组织填充,缺损区凹陷,基质无异染,两侧交界面整合差;植入后6个月缺损区仍主要为纤维组织,少量纤维软骨填充,新生组织与周围正常组织仍有明显界限.实验组植入3个月时缺损处面积较对照组小,新生组织为纤维软骨与透明软骨复合体,内部可见典型软骨陷窝,细胞排列较为有序;植入6个月时缺损区组织透明软骨比例增大,表面较为平滑,与周围正常软骨组织类似,并整合良好,放大可见典型软骨陷窝,细胞排列有序;②番红O-固绿染色:植入3个月时,对照组缺损区基本无蛋白多糖红染,实验组缺损区显示明显蛋白多糖着色;植入6个月时,实验组新生组织中蛋白多糖着色明显多于对照组,且实验组新生组织透明软骨比例大,与周围正常软骨类似;③生物力学:植入后6个月,实验组平均杨氏模量明显高于对照组(P<0.05);④结果表明:使用软骨细胞外基质源性微粒可促进软骨缺损的修复.
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基于静电纺织技术构建血液生物膜的初探及生物相容性评价
背景:已有研究表明纤维蛋白原可作为组织工程支架材料,若将血液中的纤维蛋白原提纯再利用,可制作出无免疫原性、生物相容性良好的支架材料.目的:探索静电纺丝技术制备血液生物膜的方法,评价支架的生物相容性.方法:将新鲜猪血液经分离、离心、纯化等步骤提纯出纤维蛋白原,分别经真空冷冻干燥机(A组)、低温喷雾干燥机(B组)、56℃烘箱干燥(C组)处理,采用静电纺织技术制作成纤维薄膜支架材料,检测3组支架材料的接触角,采用扫描电镜观察支架材料的三维结构.将3组电纺支架材料分别与骨髓间充质干细胞共培养,培养7 d后,扫描电镜观察细胞生长情况;培养1-4 d,Alamar Blue试剂盒检测B组支架材料表面细胞增殖.结果与结论:①扫描电镜显示,A组可见纤维结构,纤维粗细不均并有大量液滴状结构;B组可见排列有序的多层纤维结构,纤维直径、孔径大小接近一致,仅见少量液滴状结构;C组未见纤维结构,为大小不等的液滴状结构;②A-C组支架材料的接触角分别为(82±3)°、(67±5)°、(80±3)°,3组材料接触角都<90°,表明亲水性良好;③共培养7 d后,骨髓间充质干细胞均可黏附于3组支架材料上,其中B组材料表面的细胞分布较为均匀,细胞黏附生长于纤维表面,细胞核形态相对规则;A、C组可见少量细胞黏附生长于支架上,C组细胞量少,细胞核形态不规则,两组均未见明显纤维结构;④Alamar Blue实验结果显示,随着培养时间的延长,B组支架材料表面的细胞呈增殖趋势,生长状态良好;⑤结果表明,采用静电纺织技术可制备出血液纤维蛋白原生物膜,其具有良好的生物相容性.
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Triton-x100与丹参酚酸B制备脱细胞血管支架及其生物力学性能
背景:脱细胞血管支架具有优良性能,但是在其制备过程中其生物力学性能出现不同程度的降低.目的:观察在组织工程制备脱细胞血管支架中丹参酚酸B的应用前景.方法:经Triton-x100单独处理,Triton-x100-丹参酚酸B联合处理制备脱细胞血管支架,分别设为Tx组和Tx-sal组,对其进行形态学观察、组织厚度测量、孔隙率检测及生物力学特性检测,比较在应用丹参酚酸B后处理之后脱细胞血管支架在形态学等各种指标上的变化.结果与结论:Tx组和Tx-sal组的血管管壁厚度及血管孔隙率差异无显著性意义(P>0.05),形态学无明显变化.Tx-sal组的脱细胞血管支架可以较完好地保留血管壁的胶原纤维和弹性纤维,抗拉强度、大变形量、断裂伸长比、爆裂压力及缝合强度均优于Tx组(P<0.05).结果证实,Triton-x100联合丹参酚酸B处理能够成功制备脱细胞效果良好、生物力学性能优良的脱细胞血管支架.
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单向灌流法研究姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物的大鼠在体肠吸收
背景:姜黄素具有良好的抗癌、抗炎等药理作用,但水溶性极低,影响了其药理活性的发挥.目的:观察姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物及姜黄素在体肠吸收情况.方法:采用研磨法制备姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物;检测姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物与姜黄素的溶解度.取12只雄性SD大鼠,建立在体肠段单向灌流模型(每只大鼠选取十二指肠、空肠、回肠及结肠4个肠段),随机分2组进行药物灌流,实验组灌流姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物水溶液,对照组灌流姜黄素混悬液,收集各肠段的灌流药液,采用紫外可见分光光度法测定姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物及姜黄素在大鼠体内各肠段的吸收速率常速(Ka)和有效渗透率(Papp).结果与结论:姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物在水中的溶解度较姜黄素提高了33.68倍;姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物的吸收速率常数Ka结果为:十二指肠>回肠>空肠>结肠,有效渗透率Papp结果为:结肠>十二指肠>回肠>空肠,并且姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物在大鼠各肠段的吸收较姜黄素明显提高(P<0.05);结果表明,姜黄素羟丙基-β-环糊精包合物能够明显改善姜黄素在大鼠肠内的吸收情况.
