骨组织工程研究中的二维黑磷材料

背景:黑磷与人体骨有高度的同源性,近年来在骨组织工程领域被广泛研究。自2014年以来,二维黑磷材料因具有优异的理化性能和生物性能备受生物医学领域广泛关注。目的:综述黑磷基纳米材料在骨组织工程中的研究进展,着重介绍了二维黑磷纳米材料的合成方法、成骨特性和在生物材料中的应用。方法:以“黑磷,骨组织工程,骨缺损,骨再生,成骨性;black phosphorus,Bone tissue engineering,Bone defect,Bone Regeneration,Osteogenesis”为关键词,检索2014年1月至2023年12月期间Pub Med、中国知网数据库中的相关文献。经过排除和筛选后对96篇文章进行分析。结果与结论:黑磷纳米材料因良好的生物相容性、生物降解性、光热作用、抗菌能力、载药性能和特殊成骨效应在骨组织工程中发挥着重要作用,是促进骨再生的理想候选材料。黑磷纳米材料的制备主要为自上而下的顶层剥离方法,主要原理是通过物理或者化学手段削弱黑磷层间的范德华力,得到单层或者少层的磷烯,即黑磷纳米片或量子点。黑磷基纳米复合材料主要分为水凝胶、3D打印支架、复合材料支架、静电纺丝、仿生骨膜、微球和仿生涂层。纳米黑磷研究在骨组织工程中处于起步阶段,仍面临多个挑战:黑磷在体内的行为以及与各种生物分子的相互作用机制有待进一步研究;黑磷的长期潜在毒性尚不清楚;黑磷的制造过程难以控制。因此,如何开发尺寸均一、安全、可靠、高效的纳米黑磷并转化为临床应用,需要对现代生物医学技术、物理化学技术和精密制造技术进行跨学科研究。

3D打印聚醚醚酮/羟基磷灰石复合物的生物相容性评价

背景:聚醚醚酮材料具有稳定的物理、化学、力学性质,辐射透明性及与人体骨骼相似的弹性模量等优点,但存在着生物惰性的问题,限制了其在临床中的应用。目的:评价熔融沉积型3D打印技术制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料的生物相容性。方法:以聚醚醚酮、聚醚醚酮/羟基磷灰石(羟基磷灰石质量分数为10%)丝材为原料,应用熔融沉积型3D打印技术分别制备聚醚醚酮材料(对照组)、聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料(实验组)。将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与两组材料浸提液共培养,以单独培养的细胞为阳性对照,通过Live/Dead荧光染色和CCK-8实验检测细胞的存活与增殖情况;将第3代小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别接种于两种材料表面,利用扫描电镜观察MC3T3-E1细胞在材料表面的黏附生长、增殖情况。结果与结论:①Live/Dead荧光染色显示,MC3T3-E1细胞在两组材料浸提液中生长良好,细胞活力良好,细胞存活率在90%以上,说明两种材料均无明显细胞毒性,随着培养时间的延长,细胞增殖良好;②CCK-8实验结果显示,两种材料无明显的细胞毒性,其中实验组培养3,5,7 d的细胞增殖吸光度值大于阳性对照组、对照组(P<0.05);③扫描电镜下可见,接种第1天时,MC3T3-E1细胞在两组材料表面黏附生长,细胞铺展良好,其中以实验组细胞分泌的基质较多;第3天时,黏附于两组材料表面的细胞增多,同时分泌更多的基质,其中以实验组材料表面黏附细胞数量及基质分泌更多;第7天时,两组材料表面出现细胞重叠生长现象,实验组材料上细胞铺展生长、分泌基质的效率更高;④结果表明,3D打印制备聚醚醚酮/羟基磷灰石复合材料具有良好的生物相容性。

MMP-3-1171基因多态性与新疆地区汉族和维吾尔族骨关节炎的关系

目的探讨基质金属蛋白酶-3(matrix metalloproteinase 3,MMP-3)-1171 5A/6A基因多态性与新疆地区汉族、维吾尔族人群膝骨性关节炎(primary knee osteoarthritis, PKOA)的关联。方法通过病例-对照研究的方法,选取新疆部分地区汉族OA患者111例,NOA健康体检对象217例,维族OA患者105例,NOA对象201例,利用限制性片段长度多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)对所选对象MMP-3-1171 5A/6A基因多态性进行检测并行相关性分析。结果汉族及维吾尔族MMP-3-11715A/6A基因型分布及等位基因频率符合Hardy-Weinberg遗传平衡(P> 0.05),MMP-3-1171 5A/6A基因型和等位基因频率在汉族与维族OA人群中分布差异有统计学意义(χ^(2)=11.206和8.526,均P值<0.01),维吾尔族人群中MMP-3-1171 5A/6A等位基因频率在OA组及NOA组之间差异有统计学意义(χ^(2)=10.648,P<0.01),其中5A等位基因相较于6A等位基因可以提高维族OA的患病风险(OR=1.793,95%CI:1.270~2.532)。结论 MMP-3-1171 5A/6A基因多态性与维族人群OA相关,5A等位基因可能增加维吾尔族骨性关节炎的患病风险。

MMP-3 rs679620与新疆部分地区汉维之间骨关节炎的关系

目的:研究MMP-3 rs679620与新疆部分地区汉族和维吾尔族人群骨性关节炎(osteoarthritis,OA)的相关性。方法:采用多态性聚合酶链反应(PCR-RFLP)检测634名研究对象静脉血MMP-3 rs679620基因多态性,研究其基因型及基因频率分布与民族是否存在相关性。结果:MMP-3 rs679620基因型和等位基因频率在汉族人群OA组及NOA组之间差异无统计学意义(χ^(2)=1.701和1.987,P>0.05);维族人群中rs679620位点的基因型和等位基因频率在OA组及NOA组之间差异无统计学意义(χ^(2)==0.888和0.339,P>0.05);汉族与维族OA组之间基因频率及基因型差异无统计学意义(χ^(2)=0.241和0.557,P>0.05);C等位基因在维族人群(OR=0.904,95%CI=0.642-1.271)和汉族人群(OR=0.789,95%CI=0.568-1.097)中可能是OA的保护因素,但不具有统计学意义。结论:MMP-3 rs679620与维族人群及汉族人群OA无相关性。

气温骤降对人体血压的影响及耳穴按摩的预防作用研究

目的探讨温度骤降对人体血压的影响,以及耳穴按摩对血压波动的保护作用。方法 2016年12月—2017年2月,选取石河子大学医学院汉族学生100名为研究对象。采用随机数字表法,将研究对象分为无干预组、干预组,各50名,测量两组基础平均动脉压(MAP)。无干预组从有供暖的室内平稳来到温差20、25、30℃的室外,测量即时、5 min后血压。干预组进行耳穴按摩5 min后,平稳来到温差20℃的室外,测量即时、5 min后血压。结果无干预组随着暴露寒冷环境温差的增大,即时、5 min后MAP逐渐升高(P<0.05)。无干预组基础MAP为(85±3)mm Hg,暴露在温差20℃的寒冷环境即时MAP高于基础MAP(t_(配对)=3.14,P<0.05);5 min后MAP与基础MAP比较,差异无统计学意义(t_(配对)=0.97,P>0.05)。暴露在温差25、30℃的寒冷环境即时以及5 min后MAP均高于基础MAP(t_(配对)=7.07、2.21,t_(配对)=12.41、13.76,P<0.05)。干预组耳穴按摩后室温下MAP为(77±4)mm Hg,低于基础MAP的(85±3)mm Hg(t_(配对)=4.23,P<0.05)。暴露在温差20℃的寒冷环境中,即时MAP为(83±1)mm Hg,低于无干预组的(86±2)mm Hg(t=2.20,P<0.05),5 min后MAP为(84±1)mm Hg,高于即时MAP(t_(配对)=-13.01,P<0.05)。结论气温骤降可使血压升高,而耳穴按摩可抑制气温骤降引起的血压波动。

基于黑磷纳米片的智能近红外光响应复合水凝胶的制备及体外抗骨肉瘤活性评价

目的:制备出基于黑磷纳米片(black phosphorus nanosheets,BPNSs)的智能近红外光(near-infrared light,NIR)响应复合水凝胶,用于骨肉瘤的光热-化疗协同治疗。方法:采用液相剥离的方式制备BPNSs,并利用静电作用原理,以聚乙二醇二胺[PEG-(NH_2)_2]为修饰剂对其进行改性。改性后的BPNSs再次通过静电作用高效地装载药物阿霉素(adriamycin,DOX)。将经过PEG改性并负载DOX的BPNSs共混于海藻酸钠/泊洛沙姆复合水凝胶基质中,通过冷法制备基于BPNSs的智能近红外光响应复合水凝胶。以小鼠骨肉瘤成骨细胞(K7M2-WT)模型评价其体外抗骨肉瘤活性。结果:BPNSs的PEG表面修饰提高了其生物稳定性,并减缓了氧化降解速度;BPNSs的载药率和包封率分别为(101.6±3.2)%和(25.3±0.9)%;基于BPNSs的智能NIR响应复合水凝胶在37℃下能够快速完成溶胶-凝胶相变,形成半固体药物储存库,并具有良好的通针性,优异的光热转换性能,p H/NIR智能响应的药物释放性能,良好的体外生物相容性和体外光热-化疗协同抗骨肉瘤效果。结论:基于BPNSs的智能NIR响应复合水凝胶的制备过程简单可控,可通过NIR诱导实现智能光控和持续释药,使骨肉瘤的光热-化疗协同治疗更加高效,在原位骨肉瘤等浅表肿瘤的治疗中具有广阔的应用前景。

肱桡肌腱入路保留旋前方肌治疗桡骨远端骨折

目的探讨肱桡肌腱入路保留旋前方肌改良Henry入路治疗不稳定桡骨远端骨折临床效果。方法回顾性分析2019年12月至2020年11月收治的31例桡骨远端骨折患者,男12例,女19例;年龄22~65岁,平均48.16岁;道路交通伤6例,摔伤22例,高处坠落伤3例;均采用肱桡肌腱入路、保留旋前方肌。记录术中出血量、手术时间,观察骨折愈合、内置物及术后并发症情况。分别采用Dienst评分评价末次腕关节功能、前臂旋转角度观察术后腕关节活动度。结果手术时间35~55 min,平均47.42 min;术中出血量20~35 ml,平均23 ml;随访时间1年以上。骨折块均获得良好愈合,愈合时间11~14周,平均11.75周。术区皮肤愈合良好,无严重神经、血管损伤,术后不同时间段患者腕关节正侧位显示,桡骨高度、掌倾角、尺偏角相比差异均无统计学意义(F=2.86、0.224、5.56,P=0.73、0.80、0.09),未见其角度丢失及骨折再次移位。术后不同时间段疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)与术前相比较,差异有统计学意义(F=813.86,P<0.01)。术后不同时间段前臂旋前角度和旋后角度差异有统计学意义(F=465.66、288.42,P均<0.01)。末次随访根据Dienst评分评价腕关节功能,其中优13例,良15例,可3例,优良率为90%(28/31)。6例患者在取出内固定装置时发现旋前方肌未出现萎缩。结论行改良Henry入路切开肱桡肌腱后保留旋前方肌治疗桡骨远端骨折,骨折复位满意、出血量少、手术时间短,术后可获得良好腕关节功能且内固定位置未见丢失,是临床上可优先选择的手术方法。

新型可吸收骨水泥的制备及其应用于小牛椎体标本压缩性骨折椎体成形术的生物力学研究

目的探讨聚富马酸丙二醇酯(PPF)/β-磷酸三钙(β-TCP)制备新型可吸收骨水泥的配方及其应用于小牛椎体标本压缩性骨折椎体成形术的生物力学性能研究。方法采用两步法制备PPF,使用凝胶渗透色谱仪测量PPF的数均分子量、重均分子量及聚合度分布指数,使用MR氢谱对PPF进行结构分析。将制备好的PPF与β-TCP按照10∶1、5∶1、3∶1、2∶1配制不同热交联反应体系,制备4种不同配方的PPF/β-TCP可吸收骨水泥,选择抗压强度和压缩模量均较高的骨水泥进行后续实验。选取2~3岁健康小牛腰椎L_(1)~L_(4)节段标本4具,分离出16个椎体,使用牙托粉填平每个椎体的椎板凹陷部位,测量每个椎体的受力面积。选择椎体受力面积相近的10个椎体,按数字表法随机分为PPF/β-TCP组和甲基丙烯酸甲酯(PMMA)组,每组5个。PMMA组和PPF/β-TCP组椎体使用MTS-858力学机器制备压缩性骨折模型,对比2组完成模型制备时的椎体高度、抗压强度和刚度。PPF/β-TCP组和PMMA组分别使用PPF/β-TCP骨水泥和标准PMMA骨水泥对压缩骨折模型行椎体成形术,对比2组骨水泥注入量,术后椎体高度、椎体恢复百分比,椎体抗压强度、刚度。结果PPF数均分子量为1637±55,重均分子量为1741±68,聚合分布指数为1.06。MR氢谱结构分析提示反应产物为PPF。配方1~4 PPF/β-TCP可吸收骨水泥抗压强度分别为(53.5±1.5)、(63.2±0.4)、(97.9±5.5)、(100.8±3.2)MPa,压缩模量分别为(0.97±0.04)、(1.05±0.05)、(1.10±0.10)、(0.45±0.18)GPa。选取压缩模量与抗压强度均高的配方3 PPF/β-TCP可吸收骨水泥用于椎体成形术。PPF/β-TCP组和PMMA组小牛椎体标本的椎体体积、高度、受力面积差异均无统计学意义(P值均>0.05)。PPF/β-TCP组和PMMA组的椎体压缩性骨折后高度、椎体成形术后椎体高度以及椎体高度恢复百分比差异均无统计学意义(P值均>0.05)。组内比较:PPF/β-TCP组椎体压缩性骨折椎体成形手术前后椎体抗压强度分别为(2282±341)N和(1848±219)N,椎体刚度分别为(215±27)N/mm和(182±15)N/mm,差异均无统计学意义(t=2.14、2.13,P值均>0.05);PMMA组压缩性骨折椎体成形手术前后抗压强度分别为(2350±289)N和(3105±452)N,椎体刚度分别为(221±26)N/mm和(296±37)N/mm,差异均有统计学意义(t=2.81、3.21,P值均<0.05)。组间比较:PPF/β-TCP组与PMMA组术中骨水泥注入量差异无统计学意义(P>0.05);PPF/β-TCP组与PMMA组发生压缩性骨折时椎体抗压强度和刚度差异均无统计学意义(P值均>0.05),椎体成形术后椎体抗压强度和刚度PMMA组均大于PPF/β-TCP组,差异均有统计学意义(t=4.99、5.61,P值均<0.05)。结论PPF与β-TCP按照3∶1配制的可吸收骨水泥具有与人椎体力学性能相近、交联温度低等特点。在治疗小牛椎体压缩性骨折模型时,PPF/β-TCP可吸收骨水泥与PMMA骨水泥术中注入量相近,两者恢复椎体高度的效果相当;且PPF/β-TCP可吸收骨水泥注入后椎体力学性能优于注入PMMA骨水泥者,具有替代PMMA骨水泥治疗椎体压缩性骨折的潜力。

血压测量技术的发展及动态血压监测技术的展望

目的回顾柯氏音听诊法、示波法两种传统无创血压测量技术的发展历史和基本原理,并分析其优势与劣势。简要介绍血压测量方法容积补偿法和张力测定法的原理及发展状况。分析基于脉搏波传导的血压测量的相关方法及原理,并对连续无创血压测量与"互联网"技术的结合以及血压大数据的利用价值,血压测量设备的发展趋势做出展望。