股骨颈骨折空心钉内固定后股骨近端骨质疏松的有限元分析

背景:股骨颈骨折空心钉内固定术后由于患肢短期内常常不能负重,且高刚度的内植物对骨折断端存在应力遮挡效应,易导致患肢出现骨质疏松,股骨近端生物力学分布发生变化,术后股骨头坏死发病率较高,目前关于股骨颈骨折术后股骨近端骨质疏松对股骨近端及空心钉生物力学影响的研究较少。目的:通过有限元分析探讨股骨颈骨折术后发生骨质疏松对空心钉内固定治疗的生物力学影响,探究生物力学因素在股骨头坏死进程中的作用。方法:获取1例股骨颈骨折患者股骨CT扫描数据,利用Mimics 19.0、3-Matic、UG 11.0、Hypermesh 14.0、Abaqus软件建立空心钉治疗股骨颈骨折的股骨近端模型,利用Abaqus软件分析1种术后股骨近端无骨质疏松、3种术后股骨近端骨质疏松的有限元模型,测量分析4种模型不同部件的应力、接触压力、位移峰值及云图,对比分析股骨头内部应力变化及分布情况。结果与结论:股骨头及下前空心钉的应力、接触压力随骨质疏松程度变化较大,4种模型的位移峰值随着骨质疏松程度加重而缓慢增长。通过单因素方差分析,结果显示骨质疏松程度对不同部件的应力、接触压力、位移峰值无显著性影响,股骨头内部应力分布随骨质疏松发生相应变化,股骨近端的生物力学环境变化对股骨头坏死有着重要影响。

顺行和逆行髓内钉治疗不同部位股骨干骨折的有限元分析

背景:髓内钉治疗股骨干骨折取得了较好的临床疗效,但仍有部分患者并发无菌性骨不连,其原因为机械性不稳定。股骨作为人体最长最大的骨骼,不同部位骨折是否具有不同的生物力学特征,及不同进钉方式对于不同部位骨折端稳定性存在何种影响均研究甚少。目的:分析顺行和逆行髓内钉治疗不同部位股骨干骨折的生物力学特点,评估最佳进钉方式,减少骨不连发生率。方法:选取一名志愿者CT资料导入Mimics 19.0和Geomagic studio 2017软件中进行提取、优化得到右侧股骨三维模型;运用Solidworks 2017软件画出顺行和逆行髓内钉模型并与不同骨折部位股骨干骨折模型按照标准手术技术装配,以STEP格式导入Abaqus 2017软件中设置材料属性参数、边界条件、施加载荷、提交运算,于可视化模块中查看结果。其中上段股骨干骨折顺行和逆行髓内钉分别为A1、A2模型,中段为B1、B2模型,下段为C1、C2模型。结果与结论:(1)A1、B1、C2模型股骨整体应力分布更为均匀,位移、骨折端间隙与成角、股骨近折端骨块内翻均更小;(2)对于上段和中段股骨干骨折,顺行髓内钉具有更好的生物力学效果;对于下段股骨干骨折,逆行髓内钉效果更优。

温针灸对膝骨关节炎兔损伤前交叉韧带修复及相关因子的影响

背景:温针灸可有效治疗膝骨关节炎。前交叉韧带的退变、损伤、断裂可影响膝关节局部稳定性,进而诱发膝骨关节炎的形成,温针灸是否可修复损伤前交叉韧带及其作用机制,目前尚不清楚。目的:观察温针灸对膝骨关节炎兔前交叉韧带形态学及相关生长因子类胰岛素样生长因子1、转化生长因子β表达的变化,明确温针灸修复前交叉韧带的作用机制。方法:将30只新西兰兔采用随机数字表法分为空白组、模型组、温针灸组3组,每组10只。模型组和温针灸组兔采用石膏管型固定法制备膝骨关节炎兔模型。造模成功后,模型组每日于兔固定架固定15 min;温针灸组选取“鹤顶”“内膝眼”“外膝眼”行温针灸治疗,每日1次,7日为1个疗程,共治疗2个疗程;空白组不予干预。治疗结束后MRI观察前交叉韧带影像学改变,并进行MRI分级统计;透射电镜、苏木精-伊红染色观察其形态学变化;RT-PCR、Western blot检测组织类胰岛素样生长因子1、转化生长因子βmRNA及蛋白的表达。结果与结论:①MRI检查:与空白组比较,模型组前交叉韧带增粗、水肿、部分撕裂,分级评估差异有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,温针灸组韧带增粗略轻,轻度水肿,无撕裂,分级评估差异有统计学意义(P<0.05)。②大体观察:模型组前交叉韧带表面光泽变淡,边侧有絮状被膜覆盖,有明显组织坏死;温针灸组韧带表面光泽,韧带呈正常螺旋走形。③苏木精-伊红染色:模型组前交叉韧带内明显组织坏死,大量新生毛细血管,成纤维细胞及胶原纤维排列松散;温针灸组韧带内有少量组织坏死,偶见新生血管,细胞及胶原纤维排列疏松、欠规则。④透射电镜观察:模型组前交叉韧带纤维排列紊乱,粗细不均,分布不均,成纤维细胞较多且形态不规则;温针灸组纤维基本呈纵向排列,纤维粗细、分布不均,少量椭圆形的纤维细胞存在。⑤RT-PCR和Western blot结果:与空白组比较,模型组类胰岛素样生长因子1、转化生长因子βmRNA及蛋白表达明显降低(均P<0.05);温针灸组上述2项指标表达明显升高(均P<0.05)。⑥结果说明,温针灸可改善前交叉韧带的损伤,可能通过调控类胰岛素样生长因子1、转化生长因子β的表达治疗膝骨关节炎。

骨髓间充质干细胞来源外泌体调节大鼠肝细胞凋亡的机制

背景:骨髓间充质干细胞可释放大量外泌体,关于骨髓间充质干细胞来源外泌体对肝细胞凋亡的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探索骨髓间充质干细胞来源外泌体所携带的miR-21-5p对大鼠肝脏细胞凋亡的影响及其作用机制。方法:分离大鼠骨髓间充质干细胞,将miR-21-5p NC或miR-21-5p inhibitor转染到骨髓间充质干细胞中,采用超速离心法提取外泌体,命名为(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos,将外泌体与BRL大鼠肝细胞共培养,观察抑制miR-21-5p表达后对大鼠肝细胞凋亡的影响。通过双荧光素酶报告基因检测验证外泌体中miR-21-5p和PIK3R1之间的靶向关系;TUNEL检测外泌体中miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路对BRL大鼠肝细胞凋亡的影响。结果与结论:①双荧光素酶报告系统证实,PI3KR1野生型载体与miR-21-5p mimics共转染293T细胞时的荧光素酶活性显著低于PI3KR1突变型载体共转染组,表明miR-21-5p可靶向结合PIK3R1;②TUNEL检测结果显示:相比于(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组,(BMSCs+miR-21-5p inhibitor)-Exos处理后BRL肝细胞凋亡率显著增加;与(BMSCs+miR-21-5p NC)-Exos组相比,加入AKT抑制剂LY294002之后,细胞凋亡率显著增加;③结果提示:外泌体可能通过miR-21-5p直接靶向PIK3R1激活PI3K/AKT信号通路抑制BRL大鼠肝细胞凋亡。

miR-141-3p对腰椎间盘突出症大鼠背根神经节炎症及下肢疼痛的抑制和改善作用

背景:研究表明,胰岛素样生长因子1/血小板源性生长因子有抑制纤维环细胞凋亡的作用。miR-141-3p微小RNA在骨髓基质细胞中随着年龄的增加而增加,且与炎症信号通路的活化存在一定关系,提示其可能成为腰椎间盘突出症的治疗靶点。目的:探究miR-141-3p通过调控胰岛素样生长因子1/血小板源性生长因子对腰椎间盘突出症大鼠背根神经节炎症及下肢疼痛的影响。方法:选取50只SPF级SD雄性大鼠,随机分为正常组、模型组、miR-NC组、miR-141-3p inhibitor组、miR-141-3p mimics组,每组10只。除正常组外,其余大鼠采用自体髓核移植法进行腰椎间盘突出症建模。建模成功后,对miR-NC组、miR-141-3p inhibitor组和miR-141-3p mimics组大鼠鞘内分别注射10μL 20μmol/L miR-NC,miR-141-3p inhibitor,miR-141-3p mimics,均每天注射1次,连续注射28 d;正常组、模型组同期同位置注射同体积生理盐水。采用热缩足潜伏期阈值评价大鼠下肢疼痛,实时荧光定量PCR检测背根神经节组织miR-141-3p mRNA表达,ELISA法检测背根神经节组织炎症因子,免疫印迹法检测背根神经节组织胰岛素样生长因子1/血小板源性生长因子蛋白表达,并分析miR-141-3p与胰岛素样生长因子1/血小板源性生长因子的相关性。结果与结论:miR-NC组各项指标与模型组比较,差异均无显著性意义。①大鼠热缩足潜伏期阈值:模型组明显低于正常组(P<0.05),miR-141-3p inhibitor组明显低于miR-NC组(P<0.05),miR-141-3p mimics组明显高于miR-141-3p inhibitor组(P<0.05)。②背根神经节组织miR-141-3p mRNA表达:模型组明显低于正常组(P<0.05),miR-141-3p inhibitor组明显低于miR-NC组(P<0.05),miR-141-3p mimics组明显高于miR-141-3p inhibitor组(P<0.05)。③背根神经节组织肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素1含量:模型组明显高于正常组(P<0.05),miR-141-3p inhibitor组明显高于miR-NC组(P<0.05),miR-141-3p mimics组明显低于miR-141-3p inhibitor组(P<0.05)。④背根神经节组织胰岛素样生长因子1、血小板源性生长因子蛋白表达:模型组明显低于正常组(P<0.05),miR-141-3p inhibitor组明显低于miR-NC组(P<0.05),miR-141-3p mimics组明显高于miR-141-3p inhibitor组(P<0.05)。⑤胰岛素样生长因子1与miR-141-3p呈正相关(r=0.904,P<0.001),血小板源性生长因子与miR-141-3p呈正相关(r=0.879,P<0.001)。⑥结论:miR-141-3p可显著改善腰椎间盘突出症大鼠下肢疼痛,抑制背根神经节炎症,其机制可能与促进胰岛素样生长因子1/血小板源性生长因子表达有关。

小转子重建人工股骨头置换治疗高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折

背景:人工股骨头置换是治疗高龄不稳定性股骨转子间骨折的有效方法,但是对于Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折,人工股骨头置换术中同期行小转子重建与否对治疗效果的影响未见报道。目的:分析小转子重建对高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折患者长柄人工股骨头置换治疗效果的影响。方法:回顾性分析西安交通大学第二附属医院骨关节外科2017年6月至2021年5月因Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折行双极长柄人工股骨头置换的45例高龄患者的病历资料,根据术中小转子是否重建(复位并固定)分为2组,小转子重建组25例,小转子非重建组20例。比较两组患者的手术时间、出血量、下床时间、住院时间、术后3,6个月的Harris评分以及随访期内的并发症发生情况。结果与结论:①小转子重建组需要的手术时间(99.72±13.41)min较非重建组(88.90±16.53)min更长(t=2.369,P=0.023),二者在出血量、下床时间和住院时间方面差异无显著性意义(P>0.05);②术后3个月时,重建组的Harris评分(69.06±5.64)分高于非重建组(63.35±5.93)分(t=2.982,P=0.005);术后6个月时,重建组的Harris评分(86.67±4.49)分也高于非重建组(82.34±5.68)分(t=2.782,P=0.009);③此外重建组和非重建组在随访期内的并发症发生率未见显著差异(χ2=0.008,P=0.927);④提示对于高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折患者,在人工股骨头置换过程中行小转子重建虽然延长了手术时间,但是明显改善了患者术后早期的髋关节功能,初步说明小转子重建在高龄Evans-Ⅲ型转子间骨折人工股骨头置换过程中的重要性。

新型棘突间撑开融合装置BacFuse修复腰椎退行性病的生物力学特征

背景:近年来,棘突间撑开融合装置BacFuse应用于腰椎退行性疾病的治疗并取得了良好的临床疗效,但目前其相关的生物力学特征暂无相关报道。目的:探索棘突间撑开融合装置BacFuse在腰椎退行性疾病中应用的生物力学特征。方法:构建山羊离体脊柱模型(L_(1)-L6),模拟手术分为4组,分别为对照组、BacFuse固定组(L_(3/4))、钉棒固定组(L_(3/4))及Topping-off组(L_(3/4)钉棒固定+L_(2/3)BacFuse固定)。搭建山羊腰椎手术模型力学测试系统,采用生物力学机器进行力学加载,模拟腰椎在前屈、后伸、侧屈及旋转时的运动模式(4 Nm的力矩),采用视觉追踪系统进行定位捕捉,并完成力学及光学校准,通过计算得出L_(2/3)、L_(3/4)、L_(4/5)节段的活动度。结果与结论:①相对于对照组,BacFuse组L_(3/4)固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少27.27%,70%,38.1%及23.08%(P<0.05);钉棒固定组L_(3/4)固定节段在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上活动度分别减少72.73%,80%,71.43%及73.08%(P<0.05)。②相对于对照组,BacFuse组邻近节段L_(2/3)在后伸、侧屈及旋转方向上分别增加33.33%,25%及23.81%(P<0.05),前屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L_(2/3)在前屈、后伸、侧屈与旋转方向上的活动度分别增加50%,44.44%,50%及58.96%(P<0.05);③相对于对照组,BacFuse组邻近节段L_(4/5)在后伸、旋转方向上分别增加27.3%,17.39%(P<0.05),前屈、侧屈活动未见明显变化;钉棒固定组的邻近节段L_(4/5)在前屈、后伸、旋转方向上的活动度分别增加38.89%,22.73%及26.09%(P<0.05),侧屈活动未见明显变化;④与钉棒固定组相比,Topping-off组L_(2/3)椎间活动度在前屈、后伸、侧屈、旋转分别减少37.04%,73.08%,56.67%及38.46%(P<0.05);与钉棒固定组相比,Topping-off组L_(4/5)节段椎间活动度在前屈方向上减少20%(P<0.05),后伸、侧屈及旋转未见明显区别;⑤提示BacFuse能够显著减少置入节段的活动度,提供一定的稳定性;相对于钉棒固定,仍然保留有较多的活动度,可减少对邻近节段的影响,同时可用于钉棒固定的Topping-off技术,显著减少了邻近节段的活动度,降低邻近节段退变的风险。

青藤碱可有效抑制白细胞介素1β介导的髓核细胞凋亡

背景:椎间盘退变是导致脊柱退行性疾病的基础,然而目前尚无有效的治疗药物。目的:探讨青藤碱是否可以抑制白细胞介素1β诱导的髓核细胞凋亡及其分子机制。方法:采用胰酶联合Ⅱ型胶原酶消化法体外培养大鼠髓核细胞,并绘制细胞生长曲线,采用CCK-8法筛选合适的青藤碱药物浓度。将髓核细胞分为对照组、青藤碱组、白细胞介素1β组、青藤碱+白细胞介素1β组、锌原卟啉(血红素氧合酶1抑制剂)组、锌原卟啉+青藤碱组、锌原卟啉+白细胞介素1β组、青藤碱+锌原卟啉+白细胞介素1β组。分别检测各组髓核细胞增殖活性、活性氧含量、凋亡率及血红素氧合酶1的表达情况。结果与结论:①体外培养的大鼠髓核细胞呈现多角形、三角形、短楔形等形态,其呈现“S”型曲线生长,接种第1-3天生长缓慢,第4-6天生长迅速,第七八天生长速度缓慢,进入“平台期”,细胞数量不再增加;②当青藤碱的浓度≤80μmol/L时,髓核细胞的增殖活性不会受到显著影响(P>0.05);③白细胞介素1β可以显著降低髓核细胞的增殖活性,增加活性氧含量,导致细胞凋亡(P<0.01);④当采用青藤碱干预后,不仅可以促进血红素氧合酶1的表达(P<0.05),而且可以抑制白细胞介素1β诱导的髓核细胞增殖活性降低、活性氧含量和凋亡率增加(P<0.05),其作用可被锌原卟啉逆转(P<0.01)。

3D打印导板技术联合多次去旋转治疗重度僵硬性脊柱侧凸

背景:近年来,随着3D打印技术的发展,使得外科手术走向个性化、精准化。3D打印导板技术可实现术前规划、术中导航,使得外科手术更加精准。临床中重度僵硬性脊柱侧弯矫形术中仍面临置钉准确性不高导致螺钉松动甚至引起神经并发症的问题,现有关于3D打印导板技术指导重度僵硬性脊柱侧弯术中置钉的研究不多。目的:评价3D打印导向模板技术联合后路多次去旋转治疗重度僵硬性脊柱侧凸的临床效果。方法:回顾性分析3D打印导向模板椎弓根螺钉置入后联合施行后路多次转棒去旋转技术治疗重度脊柱侧凸6例患者的临床资料,男3例,女3例,手术时年龄15-23岁,平均(18.17±3.49)岁。分析术后2周和术后18个月时脊柱侧弯相关参数的变化,进行统计学分析。结果与结论:(1)手术时间280-540 min,平均(340.83±102.20)min,术中出血量1000-4000 mL,平均(2000.00±1073.70)mL,固定节段9-14个椎体,平均(11.83±1.72)个椎体,矫形过程中未出现螺钉松动;(2)所有患者均获得随访,术后2周全脊柱正侧位片显示冠状位主弯的cobb角、冠状面C_(7)铅垂线和S1正中线的距离、矢状面C_(7)铅垂线和S1后缘的距离、顶椎偏移、胸椎后凸角、腰椎前凸角均获得明显矫正,主弯的cobb角平均矫正率62.22%,术后18个月随访各参数较术后2周无明显变化,矫形效果满意,无感染和内固定断裂;(3)围术期切口延迟愈合1例,经过换药处理瘢痕愈合,未出现神经并发症;(4)结果表明3D打印导向模板结合后路多次转棒去旋转技术治疗重度僵硬性脊柱侧凸畸形安全有效,矫形效果满意。

基于病因和国际骨微循环研究协会分期的股骨头坏死患者骨代谢水平研究

背景:目前缺乏大样本研究对不同病因、分期的股骨头坏死患者的骨代谢水平进行分析,这不利于制定更优的促坏死修复策略。目的:研究不同病因、国际骨微循环研究协会(ARCO)分期股骨头坏死患者的骨代谢水平。方法:回顾性纳入股骨头坏死的患者401例作为试验组,81例健康体检者作为对照组。试验组按照病因不同分为激素性股骨头坏死、酒精性股骨头坏死和创伤性股骨头坏死3组,并按ARCO分期的不同分为Ⅱ期/Ⅲ期/Ⅳ期。收集所有受试者的7项骨代谢相关指标,包括骨代谢调控激素25-羟基维生素D,骨转换标志物Ⅰ型前胶原N末端前肽、β-胶原降解产物、骨钙素N端中分子片段,骨代谢一般生化标记血清Ca、P、碱性磷酸酶。比较各组受试者的骨代谢水平,并应用二元Logistic回归分析与股骨头坏死发病相关的独立因素。结果与结论:①与对照组比较,试验组患者的β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽、骨钙素N端中分子片段、血清P、碱性磷酸酶水平均显著升高(均P<0.05);②以是否发病为结局,应用二元Logistic回归分析得出β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽、骨钙素N端中分子片段是与股骨头坏死发病相关的独立因素;③不同病因3组患者的β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽水平均高于正常参考值;酒精性股骨头坏死组患者的25-羟基维生素D、血清Ca水平均高于其他2组(P<0.05);激素性股骨头坏死、创伤性股骨头坏死组患者的25-羟基维生素D水平均低于正常值;④ARCOⅡ、Ⅲ、Ⅳ期股骨头坏死患者的7项骨代谢指标水平比较差异均无显著性意义(均P>0.05),但3组患者的β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽均高于正常参考值;ARCOⅡ期、Ⅳ期患者的25-羟基维生素D低于正常参考值;⑤结论:股骨头坏死患者的骨代谢水平异常,不同病因、ARCO分期的股骨头坏死患者的β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽均高于正常参考值,处于高骨转换状态;β-胶原降解产物、Ⅰ型前胶原N末端前肽、骨钙素N端中分子片段可能是股骨头坏死发病的危险因素。

大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响

背景:既往研究显示,沉默交配型信息调节因子2同源蛋白1(silent mating-type information regulator 2 homolog 1,SIRT1)-雷帕霉素机械靶蛋白(mechanistic target of rapamycin,mTOR)信号在骨关节炎进展中起重要作用,大黄素对骨关节炎软骨细胞有一定的保护作用。目的:基于SIRT1-mTOR探究大黄素对骨关节炎软骨细胞增殖、凋亡和氧化应激的影响。方法:体外分离培养大鼠软骨细胞,采用10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎细胞模型,以CCK-8法测定经0,20,40,80,120,160μmol/L的大黄素处理后的大鼠软骨细胞活力,选出合适大黄素作用浓度。将软骨细胞随机分为对照组、模型组、大黄素低剂量组、大黄素高剂量组、SIRT1抑制剂EX527组、大黄素高剂量+EX527组,除对照组外其余各组以10 ng/mL的白细胞介素1β诱导构建体外骨关节炎模型,同时以大黄素和EX527分组处理细胞后,用CCK-8法、Edu染色法及流式细胞术分别检测各组细胞增殖与凋亡情况;用试剂盒检测各组细胞活性氧相对含量、丙二醛与抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平;免疫印迹检测各组细胞基质降解、凋亡与SIRT1-mTOR通路相关蛋白表达。结果与结论:①与对照组相比,模型组大鼠软骨细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低,凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P<0.05)。与模型组相比,大黄素低、高剂量组上述各项指标呈相反变化(P<0.05);EX527组各指标水平与大黄素各组呈相反趋势(P<0.05)。②与大黄素高剂量组相比,大黄素高剂量+EX527组细胞活力、Edu阳性率、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶水平、Bcl-2与SIRT1蛋白表达降低,凋亡率、活性氧相对含量、丙二醛水平、Bax与基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9蛋白表达及p-mTOR/mTOR升高(P<0.05)。③结论:大黄素可通过激活SIRT1-mTOR信号而抑制骨关节炎软骨细胞氧化应激,从而促进软骨细胞增殖并减轻其凋亡。

利咽启闭方对脑卒中大鼠吞咽功能及皮质吞咽中枢神经细胞凋亡的影响

背景:中药复方利咽启闭方治疗脑卒中吞咽障碍取得了良好疗效。外周血清5-羟色胺及中枢孤束核神经递质与吞咽密切相关,因此该研究利用分子生物学等现代医学实验方法,探索中药利咽启闭方对外周血清及吞咽中枢孤束核神经递质的调控作用,为其机制的探索开拓新思路。目的:验证利咽启闭方对脑卒中吞咽障碍的治疗作用,并探究其作用机制。方法:将38只SD大鼠随机分为模型组14只、治疗组14只和假手术组10只,模型组和治疗组采用线栓法短暂脑缺血90 min后再灌注进行造模,造模6 h后进行神经功能评分,选取评分为2分的大鼠进入后续实验;造模后第2天开始治疗组给予中药复方利咽启闭方灌胃治疗,其余两组给予生理盐水灌胃;造模后第2,7,14,30天记录各组大鼠的体质量及24 h进食、进水量;造模后第14,30天采用生物信号采集器及张力换能器检测大鼠吞咽启动反应时间及吞咽次数;吞咽功能检测后取材,采用TTC染色测定每组大鼠的脑缺血面积,采用免疫组化法检测延髓吞咽中枢孤束核5-羟色胺表达,采用RT-PCR、Western blot法检测各组大鼠岛叶、前运动皮质、扣带皮质、丘脑处BCL-2、BAX的mRNA及蛋白表达水平。结果与结论:①与假手术组相比,治疗组和模型组在灌胃第14天时的体质量、24 h进食量、进水量均减少,吞咽启动反应时间均延长,吞咽次数均减少(P<0.05);在灌胃第30天时,与模型组相比,治疗组大鼠体质量、24 h进食量、进水量均增加(P<0.05),但仍低于假手术组(P<0.05);②与模型组相比,治疗组大鼠的吞咽启动反应时间缩短、吞咽次数增加,但吞咽次数仍较假手术组减少,差异均有显著性意义(P<0.05);③治疗组大鼠脑缺血面积较模型组减小,治疗组延髓孤束核5-羟色胺阳性表达较模型组增加,但仍低于假手术组,差异有显著性意义(P<0.05);④与模型组相比,治疗组大鼠岛叶、扣带皮质、丘脑BCL-2 mRNA及蛋白表达均升高,BAX mRNA及蛋白表达均下降,BCL-2/BAX比值均增加,差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果表明:中药复方利咽启闭方可以改善脑卒中吞咽障碍大鼠的吞咽次数及吞咽启动反应时间以及24 h进食进水量、体质量等吞咽功能相关指标,其作用机制可能是通过改善脑缺血面积,抑制大鼠岛叶、扣带皮质、丘脑的神经细胞凋亡,进而改善高级中枢对延髓吞咽中枢的调控,以及调节孤束核内的神经递质5-羟色胺水平来实现的。

ChatGPT技术在生物医药领域的应用潜力与风险

本文系统梳理了ChatGPT的发展历程与现状,分析ChatGPT技术与生物医药领域的耦合情况。从知识创新与模型创新两个维度,划分生物医药领域ChatGPT技术应用的类型,并分析其应用焦点、应用场景和特征;从科学研究与消费终端应用的角度阐述各项ChatGPT技术类型在生物医药领域中的应用价值;剖析各项ChatGPT技术类型在生物医药领域中存在的潜在风险。ChatGPT技术将加快生物医药领域的研究与服务,扩大而非取代研究人员的专业知识。未来应加强微调挖掘型GPT工具与部署型服务设施的建设,推动ChatGPT技术在生物医药领域的有效应用。

混合现实技术在椎体成形治疗中的应用

背景:如何提高椎体成形术中穿刺的精准性、减少手术损伤、提高手术效率是目前椎体成形治疗技术探索和改进的焦点之一。目的:探讨混合现实临床设计方案在脊柱骨折经皮椎体成形过程中应用的临床意义。方法:选择2023年6月大连市第二人民医院收治的2例脊柱骨质疏松性腰椎椎体压缩骨折患者,患者术前行腰椎128排CT扫描并获得医学数字成像和通信原始数据,Visual Volume软件构建脊柱压缩性骨折三维网络模型。运用全息影像眼镜将三维网络模型影像精确映射于真实世界,协助术者完成术前模拟、术前病情及治疗方案阐述,以及术中引导穿刺及骨水泥注射。结果与结论:①在混合现实临床设计方案辅助下可实现经皮椎体成形治疗的精准穿刺,术后影像学检查示骨水泥充填良好、无明显渗漏,术后患者症状缓解良好,术后当天即可下地活动;②提示混合现实临床设计方案有助于术者术前进行完善的手术设计、提高与患者及家属的沟通效率;术中协助精准穿刺、缩短手术时间、减少副损伤,是一种新的有效的临床诊疗模式,在脊柱外科微创化、精准化、个性化的治疗中具有发展潜力。

广义估计方程评估调督通脉针灸法治疗不同年龄临床前类风湿关节炎的效果

背景:针灸在类风湿关节炎中的治疗效果尚存在争议。因此,该研究旨在通过广义估计方程评估调督通脉针灸法治疗不同年龄临床前类风湿关节炎患者的效果,为针灸在类风湿关节炎中的应用提供依据。目的:基于广义估计方程探讨调督通脉针灸法对不同年龄临床前类风湿关节炎患者的影响。方法:选取2023年1-9月收治的123例临床前类风湿关节炎患者为研究对象,根据治疗方法不同分为研究组(n=64)和对照组(n=59),研究组给予调督通脉针灸治疗,对照组给予乙酰氨基酚片治疗。采用倾向性评分匹配法调整基线均衡性,比较两组患者临床疗效和治疗前后细胞因子水平,建立广义估计方程模型评估调督通脉针灸法治疗不同年龄临床前类风湿关节炎患者的效果。结果与结论:(1)治疗0 d,研究组和对照组在关节疼痛、C-反应蛋白方面存在显著差异(P<0.05);治疗4周,两组患者在目测类比评分、关节疼痛、C-反应蛋白、红细胞沉降率方面存在显著差异(P<0.05);治疗8周,两组患者在目测类比评分、C-反应蛋白、红细胞沉降率方面存在显著差异(P<0.05);治疗12周,两组患者在目测类比评分、C-反应蛋白、红细胞沉降率方面存在显著差异(P<0.05)。(2)研究组治疗后总有效率为93.75%,对照组为79.17%,研究组患者临床疗效显著优于对照组(P<0.05)。(3)研究组治疗后在白细胞介素6、干扰素γ、巨噬细胞迁移抑制因子、类风湿因子IgA、类风湿因子IgM、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、抗环状瓜氨酸抗体方面与治疗前相比差异显著(P<0.05);对照组治疗后在白细胞介素6、干扰素γ、类风湿因子IgA、类风湿因子IgM、基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶9、抗环状瓜氨酸抗体方面与治疗前相比差异显著(P<0.05);研究组治疗后在白细胞介素6、干扰素γ、巨噬细胞迁移抑制因子、类风湿因子IgA、类风湿因子IgM、基质金属蛋白酶3、抗环状瓜氨酸抗体方面与对照组治疗后相比差异显著(P<0.05)。(4)治疗12周,研究组各年龄段患者综合疗效优于对照组(P<0.05);治疗8周,研究组23-35岁、36-50岁、51-60岁患者的综合疗效优于对照组(P<0.05),两组18-22岁患者综合疗效相当;治疗4周,研究组36-50岁、51-60岁患者综合疗效优于对照组(P<0.05),两组18-22岁、23-35岁患者综合疗效相当。结果表明,调督通脉针灸法治疗36-50岁、51-60岁临床前类风湿关节炎患者具有一定优势。

麝香黄芪复方滴丸含药血清促进骨髓间充质干细胞增殖分化

背景:骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)已被广泛用于治疗神经系统疾病,但由于血脑屏障的限制以及干细胞在受损部位存活率、分化率低,导致治疗效果有限。目的:探讨麝香黄芪复方滴丸含药血清对BMSCs增殖、迁移和向星形胶质细胞分化的影响。方法:SD雄性大鼠连续灌胃麝香黄芪复方滴丸5 d后进行腹主动脉取血,分离血清备用。采用CCK-8法检测体积分数5%,10%,20%含药血清对BMSCs增殖的影响;划痕实验观察体积分数10%含药血清对BMSCs横向迁移的影响;Transwell小室培养BMSCs,用结晶紫染色和DAPI核染色观察体积分数10%含药血清对BMSCs纵向迁移的影响;用含体积分数10%含药血清的诱导液或与星形胶质细胞共培养观察BMSCs向星形胶质细胞分化情况。结果与结论:①体积分数10%和20%含药血清在第2,3天促进细胞增殖更明显,且两种体积分数无统计学差异;②在划痕30,48 h时,10%含药血清组BMSCs迁移量显著高于对照组;③10%含药血清组BMSCs穿过Transwell小室滤过膜的数量高于对照组;④体积分数10%含药血清可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化,但分化作用较弱,星形胶质细胞能进一步促进含药血清诱导BMSCs向星形胶质细胞方向分化;⑤结果表明,体积分数10%含药血清能促进BMSCs体外增殖、迁移;与星形胶质细胞共培养可能促进BMSCs向星形胶质细胞方向分化。

延长氨甲环酸使用时间有助于减少老年股骨转子间骨折围术期隐性失血

背景:股骨转子间骨折好发于老年人,手术后会出现大量的隐性失血,减少隐性失血可以降低并发症和住院时间。目的:评估延长氨甲环酸的使用时间对股骨近端防旋髓内钉治疗转子间骨折围术期隐性失血的影响。方法:选择2022年1月至2023年5月自贡市第四人民医院经急诊收治入院的老年股骨转子间骨折患者共62例,均在牵引床上闭合牵引复位后置入股骨近端防旋髓内钉治疗。根据氨甲环酸的使用时间分为2组,对照组38例在切开皮肤前15-30 min给予氨甲环酸1 g静脉滴注,3 h后追加1 g;试验组24例在对照组的基础上,术后第1天再追加氨甲环酸1 g静脉滴注每12 h一次。术前、术后当天、术后第1,3,5天均复查血常规,统计血红蛋白量和红细胞压积,理论总失血量采用Gross方程计算,同时记录两组患者并发症发生情况。结果与结论:①通过统计学分析,两组患者术中显性出血量相差较小,差异无显著性意义(P>0.05);②试验组围术期血红蛋白下降量、总失血量、隐性失血量低于对照组,差异有显著性意义(P<0.05);③试验组术后第3天的血红蛋白值、术后第1,3天的红细胞压积值高于对照组,差异有显著性意义(P<0.05);④两组术后血红蛋白和血小板计数呈下降趋势,第3天的血红蛋白值为最低值,术后第1天的血小板值为最低值,然后开始回升;⑤两组患者术后并发症发生率相比差异无显著性意义(P>0.05);⑥结果表明,术后延迟氨甲环酸的使用时间,可能有助于减少股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的隐性失血量,并不会增加并发症风险。

明胶/氧化纳米纤维素高弹性模量高孔隙皮肤支架的3D打印工艺

背景:在采用主动修复治疗手段应对皮肤创伤时,需要使用组织工程技术生成新的组织来代替坏死组织,皮肤支架在创伤修复领域具有良好的应用前景。皮肤支架需要呈现具有一定力学强度的三维多孔结构,以满足细胞增殖分裂的需求,而目前使用的明胶基生物材料力学强度弱,无法达到皮肤支架的使用要求。目的:针对明胶/氧化纳米纤维素复合材料制备组织工程皮肤支架时使用的3D打印工艺进行研究,重点研究不同工艺参数下制备皮肤支架的孔隙率与其力学强度之间的关系。方法:从葎草中提取10%浓度的氧化纳米纤维素晶须,再与5%的明胶复合得到明胶/氧化纳米纤维素复合材料,检测明胶与明胶/氧化纳米纤维素复合材料的弹性模量。以明胶/氧化纳米纤维素复合材料为基材,采用3D打印挤压成型方法制备皮肤支架,通过对材料进行力学性能测试和流变特性测试确定挤压成型工艺参数(填充间隙1.5-2.5 mm,0.1 mm均布;气压160-200 kPa),并以此制备具有三维多孔结构的皮肤支架。对皮肤支架进行了抗压性能的测试并与有限元分析结果相对比,论证了支架打印时的填充间隙与支架孔隙率及力学强度之间的关系。结果与结论:①通过实验得出,加入10%浓度的氧化纳米纤维素晶须使5%明胶的弹性模量度提升了8.84倍;在气压160 kPa下挤出成型可以得到1 mm直径的丝状凝胶,此时填充间隙从1.5 mm增大到2.5 mm会使支架的理论孔隙率从33%上升到60%,但抗压强度从230000 Pa降低到95000 Pa;②结果显示,使用2 mm填充间隙制备得到了理论孔隙率为50%、弹性模量160000 Pa的皮肤支架,该支架具有清晰的三维多孔结构。

有限元法分析老年骨质疏松患者L_(3/4)椎板减压椎间融合的力学性能

背景:老年骨质疏松患者同时罹患高位腰椎间盘突出的发病人数逐年增加,行常规后入路椎板减压及椎间融合术后腰椎整体力学强度及邻近椎体的生物力学性能改变尚未明确。有限元分析方法以其无创、可重复性高、结果精确等优势在生物力学领域具有重要价值。目的:基于有限元分析方法,针对老年骨质疏松患者的特定人群,建立L_(3/4)椎板减压椎间融合的有限元模型,评估弯腰动作下骨骼内固定复合体的生物力学情况。方法:利用Mimics 21.0提取脊柱CT的DICOM数据建立腰椎(T_(12)-L_(5))三维骨性结构,导入Geomagic wrap 2017,通过重划网格、删除钉状物、剪切模型、填充空洞、探测并编辑轮廓线、构造曲面片及格栅、拟合曲面等操作建立L_(3/4)全椎板减压模型。利用Solidworks 2017构建椎弓根螺钉、连接杆、椎间融合器,将其组装于L_(3/4)全椎板减压模型,通过拉伸、等距曲面、移动与复制实体等操作建立椎间盘、关节突软骨等结构。应用ANSYS Workbench 17.0进行材料赋值、模拟脊柱韧带、网格划分、施加作用力及限定边界条件,建立完整骨质疏松性L_(3/4)椎板减压及椎间融合脊柱有限元模型。观察弯腰工况下L_(3/4)椎板减压及椎间融合全腰椎有限元模型的应力、应变及位移云图。结果与结论:(1)应力云图方面:T_(12)-L_(1)椎体平均应力值最高,L_(2)下降24%,L_(3)下降55%,L_(4-5)下降约80%;L_(4/5)关节突区域应力集中程度最高,L_(2/3)次之,L_(1/2)及T_(12)/L_(1)程度轻;螺钉与连接杆交界处应力集中明显,螺钉在椎弓根进出口处次之;(2)应变与位移云图方面:L_(4/5)及L_(2/3)关节突的应变程度最高,T_(12)/L_(1)及L_(1/2)的应变程度次之,L_(3/4)节段融合器、椎弓根螺钉及连接杆无任何可见变形;各节段椎间盘均出现较大变形;(3)提示多软件协同操作可顺利构建老年骨质疏松性L_(3/4)椎板减压及椎间融合脊柱有限元模型;老年腰椎术后患者可耐受前屈动作,证实L_(3/4)椎板减压及椎间融合能够维持脊柱形态并保证脊柱稳定性,但是需警惕胸腰椎应力性骨折及邻椎病的发生。

舌侧活动翼不同翼拉伸长度内收下前牙的生物力学特征

背景:舌侧活动翼矫治技术是一种新型舌侧矫治技术,不同翼的拉伸长度影响前牙转矩控制效果,目前尚无相关的生物力学研究。目的:探讨舌侧活动翼矫治技术内收下前牙时牙列的位移趋势以及不同翼拉伸长度对下颌前牙生物力学效应的影响。方法:利用锥形束CT采集患者下颌骨以及下牙列数据信息,通过Mimics软件进行三维重建,建立舌侧活动翼内收下前牙的三维有限元模型。在ANSYS软件中分别分析工况A(2 mm拉伸长度)、工况B(2.5 mm拉伸长度)、工况C(3 mm拉伸长度)和工况D(3.5 mm拉伸长度)时下颌前牙的初始位移。结果与结论:①下牙列初始位移趋势:中切牙舌向倾斜移动伴有压低,侧切牙、尖牙轻度舌侧移动伴近中舌向扭转,第二前磨牙远中倾斜并伴有明显舌倾,第一磨牙整体表现为近中倾斜并伴有近中牙冠外翻。因此在下颌拔牙内收病例中,对第二前磨牙的舌向移动应给予重视,临床中可以通过相应的技术予以抵消。②前牙各方向位移趋势:从工况A到工况D,矢状方向:中切牙冠根位移差值由-11.891μm变为-5.7574μm,表示中切牙由倾斜移动向整体移动转变;侧切牙冠根位移差值由-11.8281μm变为-6.71145μm,尖牙冠根位移差值由-7.5723μm变为-4.6955μm,表示侧切牙及尖牙的倾斜移动也在向整体移动转变。垂直方向:从工况A到工况D,切牙的压低量逐渐增大,尖牙的压低量逐渐减小。结果表明,翼的拉伸长度会影响前牙的倾斜移动趋势;随着翼的不断拉伸,下前牙的转矩控制效果越好。