不同年龄阶段膝关节有限元计算模型的材料特性分析

背景:有限元计算模型作为一种重要的工程分析技术已被广泛应用于生物工程研究的各个领域,然而,很少有文献介绍不同年龄阶段膝关节有限元计算模型每个解剖结构的材料性能,以满足不同的研究目的。目的:在前人膝关节有限元研究的基础上,总结不同年龄阶段膝关节有限元计算模型的材料特性。方法:英文检索词为“Knee,finite element,material selection,ligament injury,osteoarthritis,elderly,children,young people”等,中文检索词为“膝关节,有限元,材料选择,韧带损伤,骨关节炎,老年人,儿童,年轻人”等,分别检索中国知网、PubMed数据库,文献检索时限为1950-2024年,就纳入与排除标准,最终纳入108篇文献进行归纳总结。结果与结论:儿童膝关节骨密度会随着年龄的增长而增加,在成年后达到峰值。中年到老年阶段,膝关节股骨、胫骨、腓骨、髌骨的弹性模量会随着年龄的增加而降低,进而回归到儿童时期的弹性模量。儿童与成年人软骨的弹性模量基本一致,而老年人的软骨弹性模量增大。随着年龄的增长,膝关节韧带的弹性模量会出现一定程度降低,但年轻人与老年人膝关节韧带的弹性模量无显著差异。随着年龄的增长,膝关节半月板机械完整性的丧失会损害组织的生物力学功能,扰乱组织有效承载和传递的各向异性生物力学响应。膝关节有限元建模可以深入了解膝关节的生物力学特性,开发新的植入材料、预测膝关节疾病、改进手术技术,并指导患者康复锻炼。

医用镁合金材料研究趋势与热点追踪

背景:医用镁合金材料相关研究成果逐年增多,然而医用镁合金材料领域的文献尚未通过计量学分析进行系统评估。目的:展示医用镁合金材料的研究现状,探讨该领域研究趋势与热点。方法:以Web of Science核心集数据库为文献来源,检索2014-2024年医用镁合金材料的相关文献。运用CiteSpace软件,以作者、国家、机构、期刊、关键词及共被引为节点,生成知识图谱并进行可视化分析。结果与结论:①近10年医用镁合金材料的发文数量呈稳定增长趋势,其中中国发文量最多,是该领域的中坚力量,但发文质量和国际影响力还需进一步提高;中国科学院和北京大学是该领域研究的先锋机构,构建的合作网络涵盖国内外众多知名机构;期刊《BIOACT MATER》的爆发强度最大,未来该期刊的领域影响力将进一步扩大。②医用镁合金的微观结构、降解行为、生物相容性、机械性能及耐腐蚀性是近年来的研究热点;合金化技术作为赋予医用合金材料多元化特性的关键途径,成为科研人员探索的研究重点。③通过综合运用多种改性手段来初步调控医用镁合金材料的降解模式以获取合适的降解速度,可能是未来的研究趋势。未来应针对特定应用场景,在“精准生物适配”理念的指导下,实现镁合金设计从单一材料设计向结构和功能整体设计的转变,定制化开发镁合金制品。

聚氨酯材料修复周围神经的新思路与机遇

背景:聚氨酯材料因优异的理化性质在生物医学领域中具有广泛的应用前景,对基于聚氨酯材料构建的神经导管进行仿生设计和功能化修饰,有望进一步解决神经再生修复难题。目的:综述基于聚氨酯材料构建的神经导管在周围神经修复领域的应用现状及进展。方法:设置英文检索词为“polyurethane,PU,polyurethane material,polyurethane biomaterials,nerve regeneration,peripheral nerve injury,nerve repair,nerve scaffold,nerve guidance conduit,nerve conduits”,中文检索词为“聚氨酯,PU,聚氨酯材料,聚氨酯生物材料,神经再生,周围神经损伤,神经修复,神经支架,神经导管”,检索PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中2014-2024年发表的文献,最终纳入61篇文献进行综述。结果与结论:成分仿生是提高聚氨酯神经导管生物活性的有效策略。通过结构仿生优化聚氨酯神经导管,能够为神经组织再生提供生物引导线索。生物力学仿生聚氨酯神经导管可能在免疫调节和促进轴突生长中发挥重要作用。通过优化聚氨酯材料的导电微环境,有助于重建神经电信号传导通路。聚氨酯神经导管可作为药物载体,发挥抗炎和神经保护作用。联合应用多种设计策略优化聚氨酯神经导管虽然可以在多方面改善受损神经的功能,但由于神经复杂的结构和动态变化的病理生理微环境,神经导管设计策略仍旧有待完善。未来进一步改进和创新神经仿生设计策略,有望为神经组织工程领域的发展提供新的思路和机遇。

脱细胞肌腱支架:一种用于肌腱损伤修复的生物医学材料

背景:由于肌腱缺乏血液供应同时肌腱细胞的修复能力低下,所以肌腱组织修复周期漫长。随着脱细胞技术的成熟化,目前脱细胞细胞外基质在组织工程与再生医学领域受到越来越多的关注。由于脱细胞肌腱支架具备高活性、低免疫原性以及支撑细胞附着和增殖分化的能力等特点,所以这种材料有望促进肌腱修复。目的:总结脱细胞肌腱支架的生物特性,阐述脱细胞肌腱支架通过何种作用机制去促进肌腱愈合,同时说明脱细胞肌腱支架联合其他材料的应用方式及未来应用局限性。方法:检索中国知网和PubMed数据库中相关文献,中文检索词为“肌腱损伤,肌腱修复,肌腱病,脱细胞肌腱支架”;英文检索词为“Tendon injury,Tendon repair,Tendinopathy,decellularized tendon scaffold,decellularized tendon scaffolds”,通过阅读筛选出相关文献,最终纳入77篇文献进行结果分析。结果与结论:①脱细胞技术可分为物理处理、化学处理和生物程序。②脱细胞肌腱支架作为常见的生物医学材料,具备一定的生物相容性、生物降解性和生物力学性能,这为肌腱损伤修复提供前提和基础。③脱细胞肌腱支架能够缓解组织的炎症反应,促进骨髓间充质干细胞/肌腱源性干细胞的黏附、增殖和分化,维持组织的生物力学性能。④脱细胞肌腱支架可以与其他材料联合应用,例如静电纺丝、水凝胶、干细胞植入和3D打印技术等。⑤未来研究可进一步深究其致病机制,联合其他生物材料与脱细胞肌腱支架应用促进肌腱组织修复。

生物矿物用于制备骨组织工程支架的工艺及性能

背景:近年来,生物矿物用于骨组织工程支架制备的方法得到了广泛研究,包括溶剂铸造法、冷冻干燥法、3D打印等,然而,生物矿物种类多样、成分复杂,对支架性能的影响和制备工艺的要求各不相同,尚需对其适用性进行系统研究。目的:探索生物矿物的研磨及筛选工艺,评价生物矿物与高分子基体复合材料的溶液流变特性、亲水性、力学性能和生物相容性。方法:选取5种具有代表性的生物矿物,分别为鳖甲、蛋壳、海螵蛸、鹿角霜和珍珠,将5种生物矿物研磨成粉并筛选,按照特定比例分别与聚己内酯混合制备成复合材料。通过对粉末的元素成分、粒径分布以及复合材料的溶液流变特性、亲水性、力学性能和生物相容性进行测试,探究生物矿物在骨组织工程中应用的可行性。结果与结论:①大多数生物矿物粉末遵循研磨时间越长粒径越小的规律,通过过筛等方法可以分离获取所需粒度范围内的生物矿物颗粒。元素面扫和傅里叶红外光谱分析表明,这5种生物矿物的主要无机矿物成分为碳酸钙和磷酸钙,都含有C、O、P、Ca 4种元素。②使用1,4-二氧六环溶解聚己内酯并添加生物矿物粉末制备支架的方法,不会导致复合材料成分上发生显著变化,并且不会降低复合材料的生物相容性。生物矿物粉末的加入能够改善聚己内酯材料的亲水性和可3D打印性,但会导致复合材料力学性能的下降。③结果表明,将生物矿物粉末应用于骨组织工程支架时应注意粉末添加比例的选择,以平衡复合材料的亲水性、可打印性和力学性能。

生物可降解镁及镁基材料在口腔疾病领域的应用

背景:镁及镁基材料具有良好的生物相容性、稳定的促成骨与成血管特性及免疫调节等生物活性,在口腔医学中展现出广泛的应用前景。目的:概述生物可降解镁基材料在治疗口腔疾病中成骨、成血管及免疫调节的作用和机制,综述近年来镁及镁基材料在口腔疾病领域的应用进展。方法:以“镁,镁合金,镁基金属,骨折,种植,修复,牙髓,牙周炎,牙周疾病,囊肿,口腔癌”为中文检索关键词,以“magnesium,magnesium-based alloy,fracture,facial bone fractures,denture,dental implant,restorative dentistry,pulpitis,periodontitis,periodontal diseases,oral cancer”为英文检索关键词,在中国知网、万方、PubMed和Web of Science数据库进行检索,通过分析与筛选文献,最终纳入84篇进行归纳总结。结果与结论:镁及镁基材料可作为颌骨骨折或正颌手术治疗的骨内固定装置,由于镁特殊的生物性能,既能保证稳定成骨又可避免二次手术的可能,具有可大范围推广使用的潜力。在口腔医学骨再生领域,镁依托其优越的生物性能表现出比现有临床材料更好的机械性能和抗菌性能,为该领域的材料发展与应用提供更多选择。借助镁的生物学活性,镁基涂层材料充分发挥抗炎抗氧化作用,进一步促进种植体骨结合及软组织整合,在种植体表面改性及促进种植体稳定方面具有较大的应用前景。镁虽在颌面部口内软组织再生与治疗、牙组织工程方面有一定的涉及,但仍存在大量空白。为保证镁稳定的生物学特性,通常需加入其他合金或进行镁表面改性,但目前对可降解金属植入物的生物学评价体系尚不完善,未来仍需进一步明确镁在口腔疾病临床中的应用。

自体刃厚头皮回植修复中厚供皮区创面的安全有效性

背景:大面积深度烧伤创面愈合后多伴瘢痕增生,需要移植中厚皮进行修复,所取中厚皮片一般达到真皮乳头层以下,若处理不当容易出现供区皮创面愈合延迟、溃破和愈合后疼痛瘙痒等并发症,因此,供皮区创面修复应得到重视。目的:分析自体头皮修复深度烧伤和瘢痕患者供皮区的安全性和实用性。方法:选择2021年1月至2023年9月郑州市第一人民医院烧伤科收治的60例深度烧伤和瘢痕增生患者作为研究对象,均进行中厚皮移植修复,取皮部位为患者自身腿部或背部中厚皮,采用随机数字表法分为研究组(30例)、对照组(30例),研究组采用自体刃厚头皮回植修复中厚皮供皮区,对照组采用吸水敷料修复中厚皮供皮区。对比两组术后6 d的中厚皮供皮区创面愈合率、创面完全上皮化时间,术后3,6 d供皮区换药疼痛评分,以及术后6个月中厚皮供皮区瘢痕增生情况。结果与结论:①研究组中厚皮供皮区创面上皮化时间短于对照组(P<0.05),中厚皮供皮区创面愈合率高于对照组(P<0.05),术后3,6 d的中厚皮供皮区换药疼痛评分均低于对照组(P<0.05),术后6个月的中厚皮供皮区瘢痕增生率、瘢痕评分及瘙痒评分均低于对照组(P<0.05);②结果表明,自体头皮修复中厚皮供皮区具有加快创面愈合和减轻瘢痕增生的优点。

富血小板血浆制备装置专利的技术分析

背景:富血小板血浆是组织修复的重要材料,被广泛应用于骨科、创面修复、整形美容等领域,而制备富血小板血浆的装置随即成为专利申请领域的热点。目的:分析国内外富血小板血浆制备装置的专利申请趋势。方法:利用国家知识产权局专利检索系统、Patsnap和Himpat专利数据库检索富血小板血浆分离装置的专利文献,从专利申请量、授权率、技术主题、典型申请人专利布局等方面对富血小板血浆制备装置专利申请趋势进行分析。国家知识产权局专利检索系统由中国知识产权局开发,收录了103个国家、地区和组织的专利数据。Patsnap专利数据库由新加坡的智慧芽公司开发,拥有100多个国家1.2亿的专利数据,提供多语言翻译、多语言搜索。Himpat专利数据库由中国Himpat公司开发,收录全球123个国家/组织/地区自1800年以来超过1.6亿项专利,并翻译为高保真中文和英文版本,保持每周2次更新。结果与结论:中国富血小板血浆制备装置的专利申请起步晚于国外10年左右,从2017年开始中国专利申请量急剧上升;国外的专利申请量趋势较平稳。国内外的专利申请大多处于授权且维持阶段,主要申请人以企业为主。市面上的富血小板血浆制备装置分类十分混乱,此次研究根据装置结构将其分成9种细分类,中国专利申请主要集中于分离筒式装置,国外则集中于自动化分离装置。中国要以市场和技术为导向,研发创新力强的富血小板血浆制备装置,做好全球专利布局,推动中国医疗器械行业发展。

Janus微/纳米颗粒在生物医学中的应用

背景:Janus微/纳米颗粒因具有形状、结构、功能各向异性被广泛应用于组织工程、药物递送、癌症治疗、生物影像和传感等医学领域。目的:阐述Janus微/纳米颗粒在生物医学的前沿应用。方法:通过计算机检索中国知网、万方、PubMed、Web of Science数据库中2010-2024年发表的相关文献,分别以“Janus纳米颗粒,Janus颗粒,双面神颗粒,药物递送,癌症治疗,生物影像,生物传感,组织工程”和“Janus nanoparticle,Janus particle,Drug delivery,Cancer therapy,Biosensing,Bioimaging,Tissue engineering”为中、英文检索词,进行筛选、整理、归纳、总结,最终纳入69篇文献进行综述。结果与结论:Janus微/纳米颗粒可根据基础材料性质分为有机、无机、有机-无机复合三大类,其合成策略有遮蔽、自组装、相分离、微流控和成核生长等。Janus微/纳米颗粒可通过高负载率、门控释放、自主运动等特性进行高效率药物递送。Janus微/纳米颗粒除了增强传统癌症治疗措施(放化疗)的治疗效果外,还可以应用于细胞免疫、蛋白药物、细胞铁死亡等新兴癌症治疗方法;可应用于增强生物影像(CT、MRI、超声)的增敏剂,实现高质量成像,用于指导诊断和治疗;可通过运载生长因子、增强生物支架机械性能和抗菌效果,应用于组织工程。综合目前的研究,研究者们通过集合不同有机聚合物、无机材料的物化特性以不同的合成策略合成功能定制的Janus微/纳米颗粒,应用于复杂的生物医学领域。目前Janus微/纳米颗粒应用于组织再生领域、大规模生产和人体临床试验的报道较少,因此该类材料的开发、合成策略、临床安全评估和转化仍需投入更大的研究力度。

开发纳米水凝胶系统搭载新型抗氧化剂与抗氧化剂联合治疗椎间盘退变

背景:抗氧化剂能够减轻氧化应激引起的细胞损伤和基质降解,具有保护椎间盘结构和功能的作用,从而延缓椎间盘退变的发生与发展。目的:综述抗氧化剂在椎间盘退变治疗中的研究现状。方法:由第一作者检索中国知网、PubMed数据库中收录的文章,文献检索时限为各数据库建库至2024年6月,以“椎间盘退变,抗氧化剂,氧化应激,信号通路”为中文检索词,以“antioxidants,oxidative stresses,oxidative DNA damage,intervertebral disc degenerations,degenerative disc disease^(*),disc degeneration^(*),signal pathway”为英文检索词,最终选取符合标准的92篇文献进行综述。结果与结论:①抗氧化剂在椎间盘退变的治疗中具有多重作用,包括减轻氧化应激、抑制炎症反应、促进细胞自噬、抑制细胞凋亡及保护细胞外基质。通过多途径的综合作用,抗氧化剂有望成为椎间盘退变治疗中的重要手段。②纳米水凝胶系统能将抗氧化剂快速稳定地靶向输送至椎间盘内部,提高抗氧化剂的生物利用度。因此,开发纳米水凝胶系统搭载的新型抗氧化剂以及抗氧化剂的联合治疗策略将会是未来研究的重点方向。

穿戴式外骨骼结合姿势反馈训练改善脑卒中后患者的异常步态

背景:越来越多的证据表明,早期正确姿势的强化对于改善脑卒中患者的异常步态尤为重要;穿戴式外骨骼辅助训练能在短时间内改善患者的步行功能,也可辅助骨盆、髋、膝、踝多关节周围肌群协同运动,控制脑卒中患者下肢步行运动轨迹,提高患者的步行能力。目的:探讨穿戴式外骨骼结合姿势反馈训练对于脑卒中后患者异常步态的改善状况,并探究康复机制。方法:纳入2023年1月至2024年1月济宁医学院附属医院收治的52例脑卒中恢复期患者,采用随机数字表法随机分为试验组(n=26)与对照组(n=26)。在常规康复训练的基础上,试验组患者接受外骨骼辅助结合姿势反馈训练(15 min/d,每周6 d),对照组患者接受常规步行辅助训练(15 min/d,每周6 d),两组均连续训练4周。训练前及训练结束后,对比两组患者下肢运动功能评分、步态参数(步长、步速、步宽)及步态对称性,采用便携式近红外脑功能成像检测前额运动区、初级运动皮质和感觉运动区的脑功能连接值。结果与结论:(1)与训练前比较,两组患者训练结束后的下肢运动功能评分、步态参数及步态对称性均明显改善(P<0.05);训练结束后,试验组患者步态参数、步态对称性改善明显优于对照组(P<0.05);(2)训练结束后,两组患者右感觉运动区-左前额运动区与右感觉运动区-右前额运动区功能连接值均高于训练前(P<0.05),试验组患者左感觉运动区-右侧初级运动皮质与左感觉运动区-左初级运动皮质功能连接值均高于训练前(P<0.05),试验组患者左感觉运动区-右侧初级运动皮质与左感觉运动区-左初级运动皮质功能连接值高于对照组(P<0.05);(3)结果表明,在常规康复训练的基础上,穿戴式外骨骼结合姿势反馈训练不仅可有效改善脑卒中患者的异常步态,还能激活与异常步态相关的脑功能感觉与运动区。

全自动智能静脉用药调配机器人ML300在静脉用药调配中心的开发与应用

目的:探讨全自动智能静脉用药调配机器人ML300在静脉用药调配中心中的开发与应用。方法:抽取2024-06-01/30天津医科大学肿瘤医院静脉用药调配中心含有注射用奥美拉唑钠、维生素C注射液、异甘草酸镁3种药物的配置医嘱处方各100份,按处方配置方法分为对照组(n=100)、实验组(n=100),对照组应用人工模拟临床工作模式配置上述3种药物,操作由若干人员完成;实验组应用全自动智能智能静脉用药调配机器人ML300配置上述3种药物,操作由一人完成。对比两组配置上述3种药物的配药效率、药物残留量、不溶性微粒合格率、微生物检出率。结果与结论:实验组3种药物配药效率与不溶性微粒合格率均高于对照组(P<0.001),3种药物残留量与微生物检出率均低于对照组(P<0.001)。以注射用奥美拉唑钠、维生素C注射液、异甘草酸镁3种药物为例,全自动智能静脉用药调配机器人ML300可提高静脉用药调配中心工作人员的配药效率、优化配药质量。

聚苯乙烯微塑料对雄性小鼠前列腺的影响及机制

背景:微塑料是一种常见的环境污染物,可对胃肠道、肝肾及生殖系统产生损害,但目前微塑料对前列腺的影响尚不明确。目的:探讨不同电荷修饰聚苯乙烯微塑料对雄性小鼠前列腺组织的影响及机制。方法:采用随机数字表法将48只雄性BALB/c小鼠随机分为对照组、不修饰微塑料组、负电荷微塑料组、正电荷微塑料组,每组12只。对照组小鼠给予ddH_(2)O灌胃,不修饰微塑料组给予未经修饰的聚苯乙烯微塑料灌胃,负电荷微塑料组、正电荷微塑料组分别给予带负电荷的聚苯乙烯微塑料、带正电荷的聚苯乙烯微塑料灌胃,1次/d,连续灌胃4周。每周检测小鼠体质量、饮水及饮食量变化。灌胃结束后,对比各组小鼠前列腺质量、前列腺系数、前列腺组织病理学形态、炎性因子表达、微塑料在小鼠前列腺组织中的蓄积以及缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子的mRNA与蛋白表达。结果与结论:①随着微塑料染毒时间的延长,不修饰微塑料组和正电荷微塑料染毒组小鼠体质量受到明显抑制。②微塑料染毒后可进入小鼠泌尿系统,包括前列腺和膀胱组织,其中正电荷微塑料组小鼠前列腺质量及前列腺系数升高最为显著。③与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中白细胞介素6、白细胞介素1β、肿瘤坏死因子α的质量浓度与mRNA表达均升高(P<0.05),其中以正电荷微塑料组升高最明显。④苏木精-伊红染色显示,不修饰微塑料组、负电荷微塑料组、正电荷微塑料组小鼠前列腺组织可见明显的前列腺上皮细胞和基质增生、腺泡明显增多及炎性细胞大量浸润。马松和天狼星红染色显示,与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织纤维化明显。免疫组化染色显示,与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中血管生成均增加(P<0.05)。⑤与对照组比较,其他3组小鼠前列腺组织中缺氧诱导因子1α、血管内皮生长因子的mRNA与蛋白表达均升高(P<0.05),其中负电荷微塑料组、正电荷微塑料组升高更显著。(6)结果表明,聚苯乙烯微塑料可促进小鼠前列腺组织中炎症因子的释放,通过激活缺氧诱导因子1α/血管内皮生长因子信号通路促进前列腺组织的血管生成,为前列腺的增生和纤维化提供营养。

载β-谷甾醇介孔硅纳米颗粒抑制大鼠增生性瘢痕

背景:近期研究表明β-谷甾醇对增生性瘢痕成纤维细胞具有良好的抑制作用,但其临床应用受到水溶性差、理化性质不稳定的限制。目的:制备具有药物缓释功能的载β-谷甾醇纳米颗粒,分析该纳米颗粒对大鼠增生性瘢痕的治疗效果。方法:制备介孔硅纳米颗粒与介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒,表征两种纳米颗粒的理化性质。利用自制牵引装置在48只SD大鼠尾部创面(深达骨膜)持续施加牵引力,构建尾部增生性瘢痕模型。持续牵引第21天,采用随机数字表法将造模成功的36只大鼠随机分4组干预,每组9只:对照组瘢痕组织内注射生理盐水,介孔硅组、β-谷甾醇组和介孔硅@β-谷甾醇组瘢痕组织内分别注射介孔硅纳米颗粒溶液、β-谷甾醇悬液和介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒溶液,每周注射1次,连续注射6周。注射前及注射后14,42 d,记录各组瘢痕面积和临床瘢痕评分;末次注射后1周,苏木精-伊红染色、Masson染色评估真皮厚度和胶原纤维沉积、排列情况,免疫组化染色评估瘢痕中Ⅰ型胶原和α-平滑肌肌动蛋白的表达,Western blot检测瘢痕中自噬标志物LC3-Ⅱ和凋亡标志物Cleaved Caspase-3的蛋白表达。结果与结论:①透射电镜下可见两种纳米颗粒均呈空心球形,其中介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒的介孔结构较模糊、平均粒径略大;红外光谱检测显示β-谷甾醇被成功包封于介孔硅纳米颗粒中;介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒的药物包封率为88.34%、载药率为39.77%,溶解性强于游离β-谷甾醇,并且体外可缓慢释放β-谷甾醇长达6 d以上。②动物实验结果显示,介孔硅@β-谷甾醇组注射后42 d的瘢痕面积小于其他3组(P<0.05),注射后14,42 d的临床瘢痕评分低于对照组、介孔硅组(P<0.05)。苏木精-伊红和Masson染色结果显示,相比对照组、介孔硅组、β-谷甾醇组,介孔硅@β-谷甾醇组瘢痕真皮厚度降低(P<0.05),胶原排列相对整齐且方向规则。免疫组化染色结果显示,介孔硅@β-谷甾醇组Ⅰ型胶原和α-平滑肌肌动蛋白的表达均低于其他3组(P<0.05)。Western blot检测结果显示,介孔硅@β-谷甾组LC3-Ⅱ蛋白表达低于其他3组(P<0.05),Cleaved Caspase-3蛋白表达高于其他3组(P<0.05)。③结果表明,介孔硅@β-谷甾醇纳米颗粒有效改善了β-谷甾醇的水溶性和水分散性,并具有优异的药物控释性能,可通过抑制病灶内成纤维细胞自噬并诱导其发生凋亡,进而抑制胶原蛋白沉积,促进增生期瘢痕消褪并重塑。

超高龄椎体压缩骨折患者经皮椎体后凸成形术后脊柱局部后凸的矫正效果

背景:经皮椎体后凸成形是治疗骨质疏松性椎体压缩骨折的常用术式,然而,目前尚无研究证实经皮椎体后凸成形手术能否有效矫正超高龄(年龄≥80岁)骨质疏松性椎体压缩骨折患者的脊柱局部后凸。目的:探究经皮椎体后凸成形对超高龄骨质疏松性椎体压缩骨折患者脊柱局部后凸的矫正效果。方法:选择2016年3月至2022年8月于北京大学人民医院脊柱外科接受经皮椎体后凸成形治疗的单节段骨质疏松性椎体压缩骨折患者为研究队列,收集患者住院及门诊随访资料,按照年龄将患者分为高龄组(60-79岁,n=126)、超高龄组(≥80岁,n=52)。根据性别、体质量指数、基础疾病(高血压、糖尿病、心血管疾病)、骨折节段、有无术前椎体内裂隙征,采用倾向性评分匹配对两组患者进行1:2匹配,比较两组患者的腰椎CT值、骨水泥注入量、手术前后椎体高度、术前椎体塌陷率、手术前后Cobb角、Cobb角恢复率、术后骨水泥距椎体前缘距离、骨水泥矢状位填充位置、骨水泥接触上下椎板、骨水泥距椎板距离、骨水泥分布评分、骨水泥渗漏、椎体再骨折情况。结果与结论:①倾向性评分匹配后,共115例患者完成匹配,其中高龄组71例、超高龄组44例,两组患者的性别、体质量指数、高血压比率、糖尿病比率、心血管疾病比率、骨折节段、术前椎体内裂隙征比率基线资料比较均无显著性意义(P>0.05),超高龄组术后Cobb角低于高龄组(P<0.05),两组患者的腰椎CT值、骨水泥注入量、手术前后椎体高度、术前椎体塌陷率、术前Cobb角、Cobb角恢复率、术后骨水泥距椎体前缘距离、骨水泥矢状位填充位置、骨水泥接触上下椎板、骨水泥距椎板距离、骨水泥分布评分、骨水泥渗漏比率、椎体再骨折比率比较差异均无显著性意义(P>0.05)。②结果表明,经皮椎体后凸成形能够有效矫正超高龄骨质疏松性椎体压缩骨折患者的脊柱局部后凸。

下颌All-on-4种植固定义齿不同咬合接触应力分布的有限元分析

背景:All-on-4种植固定义齿的长期修复效果与生物力学问题密切相关,其中咬合设计影响修复体各部位的应力分布,然而,国内外目前有关All-on-4种植固定义齿的生物力学研究较少且无定论。目的:分析不同咬合接触对下颌All-on-4种植固定义齿应力分布的影响。方法:建立下颌All-on-4种植固定义齿的模型,通过改变加载力的大小、方向和加载部位,设置了10种加载工况,模拟正中咬合、侧方咬合和前伸咬合,通过在不同牙位上加载模拟不同的咬合接触类型,分析比较各组模型不同加载工况中模型各部分的应力分布和最大应力值。结果与结论:①各组模型的应力分布云图基本相似,种植体应力主要集中在种植体颈部,周围骨组织的应力主要集中在种植体颈部周围,并且皮质骨的应力明显高于松质骨;基台的应力主要集中在基台与种植体和基台与上部修复体连接的部位,上部修复体中钛支架的应力主要集中在基台与钛支架连接部位,上部修复体中树脂面的应力主要集中在各加载点上;②模拟正中咬合中,末端悬臂不加载时种植体的最大Von-Mises应力值明显增大,说明下颌All-on-4种植固定义齿在正中咬合时末端悬臂区可有咬合接触;③模拟侧方咬合中,在模拟尖牙保护[牙合]工况中模型各部分的最大Von-Mises应力值明显增大;模拟平衡[牙合]工况中模型各部分的最大Von-Mises应力值较组牙功能[牙合]工况略低,说明下颌All-on-4种植固定修复在完成骨整合永久修复时,为了提高咀嚼效率,可选择组牙功能[牙合],种植术后即刻修复时可选择平衡[牙合];④模拟前伸咬合中,只在前牙区加载时模型各部分的最大Von-Mises应力值明显增大;模拟平衡[牙合]工况中,后牙区加载点在悬臂区和在悬壁区前方时模型各部分的最大Von-Mises应力值较小,说明下颌All-on-4种植固定修复义齿前伸运动的咬合接触可选择前伸平衡[牙合]。

负载钛酸钙取向性静电纺聚己内酯/丝素蛋白支架促进周围神经再生

背景:取向性聚己内酯/丝素蛋白共混静电纺丝支架修复周围神经损伤可促进神经再生,但修复效果有限,还需要进一步结合生物活性材料、生长因子等因素制备仿生神经支架。钛酸钙纳米颗粒具有促进施万细胞间黏附的能力,已被广泛运用于生物医学材料领域。目的:采用静电纺丝技术制备取向性聚己内酯/丝素蛋白-钛酸钙功能化支架,进一步探索该支架对施万细胞活力与黏附的影响。方法:采用静电纺丝技术制备聚己内酯/丝素蛋白支架,通过调整制备过程中的注射器流速、接收装置转速、纺丝时间筛选最优参数进行后续实验。在最优参数下,采用静电纺丝技术制备随机取向聚己内酯/丝素蛋白支架(记为PCL/SF-R)、取向性聚己内酯/丝素蛋白支架(记为CTO-0)及含0.1,0.5,1.0 mg/mL聚多巴胺修饰钛酸钙的取向性聚己内酯/丝素蛋白支架(依次记为CTO-1、CTO-5、CTO-10),表征5组支架的物理性能。将5组支架浸提液分别与大鼠成纤维细胞系(L929)共培养,采用MTT法检测细胞增殖。将大鼠施万细胞系(RSC96)分别接种于5组支架上,进行细胞活力、细胞骨架染色及细胞骨架与细胞黏附相关基因检测。结果与结论:①制备静电纺丝支架的最优参数为:注射器流速15μL/min,接收装置转速1800 r/min,纺丝时间1 h;②PCL/SF-R组水接触角最大、弹性模量最小,CTO-0组水接触角最小、弹性模量最大;CTO-0组支架降解速率低于CTO-1组,并且随着取向性支架中钛酸钙质量浓度的增加,支架的降解速率降低;③5组支架对L929细胞无毒性作用,具有良好的生物相容性;CCK-8检测结果显示,CTO-10可提升RSC96细胞活力;细胞骨架染色结果显示,取向性支架上细胞的长宽比和细胞突起长度均高于随机取向支架;qPCR检测结果显示,CTO-5组、CTO-0组YAP、Cntn2 mRNA表达均高于PCL/SF-R组(P<0.05);④结果表明,取向性聚己内酯/丝素蛋白-钛酸钙支架具有良好的生物相容性、力学性能及亲水性,可提升施万细胞的活力与迁移能力,促进周围神经再生。

功能化自组装胶束增强氨甲环酸在皮肤色素沉着治疗中的作用

背景:氨甲环酸局部给药可用于改善皮肤色素沉着,但氨甲环酸极性大,局部给药时难以突破皮肤角质层屏障和细胞膜,皮下蓄积不易达到有效治疗浓度。目的:设计功能化自组装胶束,增强氨甲环酸抗皮肤色素沉着作用。方法:采用植物多酚衍生物表没食子儿茶素没食子酸棕榈酸酯与二甲双胍作为载体材料,通过氢键与静电作用自组装包载氨甲环酸,制备具有协同对抗色素沉着活性和增强药物渗透性能的载药自组装胶束;检测载药自组装胶束的纳米特性及稳定性,评价载药自组装胶束体外经皮渗透性能,考察载药自组装胶束的生物安全性和细胞水平效应。结果与结论:①载药自组装胶束的平均粒径为(176.27±5.23)nm,多分散系数为0.23±0.02,Zeta电位为(-25.67±0.98)mV,具有良好的稳定性,载药自组装胶束中氨甲环酸、二甲双胍质量浓度分别为(20.03±0.12),(6.67±0.08)mg/mL,载药自组装胶束对氨甲环酸和二甲双胍的载药量分别为(19.97±0.12)%,(6.65±0.08)%;②体外透皮实验结果显示,与氨甲环酸比较,载药自组装胶束具有更高的单位皮肤面积透过量和皮内贮留量,能渗透并扩散至皮肤更深层部位;③MTT检测结果显示,含氨甲环酸50-250μg/mL的载药自组装胶束对小鼠成纤维细胞与小鼠皮肤黑色素瘤细胞均无毒性作用,含氨甲环酸500μg/mL的载药自组装胶束对小鼠皮肤黑色素瘤细胞有轻微毒性作用;含氨甲环酸50-500μg/mL的载药自组装胶束未引发溶血反应,具有良好的生物安全性;④体外细胞培养结果显示,含氨甲环酸500μg/mL的载药自组装胶束可显著抑制小鼠皮肤黑色素瘤细胞的酪氨酸酶活性及黑色素释放,并且抑制作用强于单独的氨甲环酸溶液与二甲双胍溶液。结果表明,功能化自组装胶束能协同氨甲环酸抑制酪氨酸酶活性、减少黑色素合成,增强氨甲环酸抗皮肤色素沉着效应。

含铜介孔生物活性玻璃的体外成血管及成骨性能

背景:介孔生物活性玻璃因优异的生物相容性、骨诱导活性在骨修复方面具有巨大的应用潜力,将治疗性离子融入介孔生物活性玻璃颗粒中可赋予材料更加理想的生物学特性。目的:合成含铜介孔生物活性玻璃,探讨其体外促血管形成及成骨分化性能。方法:采用微乳液辅助溶胶-凝胶法合成介孔生物活性玻璃与含铜介孔生物活性玻璃,通过扫描电镜、透射电镜、能谱分析和X射线衍射等手段表征材料的形貌、结构和成分及离子缓释性能。将介孔生物活性玻璃浸提液、含铜介孔生物活性玻璃浸提液分别与小鼠成纤维细胞L929共培养,通过活死染色、CCK-8实验评价材料的生物相容性。将两种材料浸提液分别与人脐静脉内皮细胞共培养,通过Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色评价材料的促血管形成性能。将两种材料浸提液分别与小鼠骨髓间充质干细胞共培养,通过碱性磷酸酶染色(未加入成骨诱导液)、茜素红染色(加入成骨诱导液)评估材料的促成骨性能。结果与结论:①表征结果显示,介孔生物活性玻璃和含铜介孔生物活性玻璃均呈现紧密排列的颗粒状形貌,内部介孔结构相似,含铜介孔生物活性玻璃可持续释放铜离子;②活死染色与CCK-8实验结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进L929细胞的增殖,具有良好的生物相容性;③Transwell实验、划痕实验和CD31免疫荧光染色结果显示,相较于介孔生物活性玻璃,含铜介孔生物活性玻璃可促进人脐静脉内皮细胞的迁移与CD31蛋白表达,促进血管形成;④碱性磷酸酶染色与茜素红染色结果显示,含铜介孔生物活性玻璃的促成骨性能强于介孔生物活性玻璃。结果表明:含铜介孔生物活性玻璃具有优异的生物相容性和促血管形成及骨再生潜力。

有限元分析牙髓根尖周病根管治疗中的牙体力学性能

背景:根管治疗后牙髓根尖周病变患牙往往因失去较多健康牙体组织等原因导致抗折强度降低,如何增强牙齿抗折强度一直是临床医生密切关注的问题。有限元分析能直观地展示不同状态下患牙各个部分的受力情况,对牙体结构和材料力学性能等进行综合分析。目的:综述有限元分析在牙髓根尖周病根管治疗中的应用进展,并对未来的发展趋势进行展望。方法:在PubMed、Web of Science数据库和中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献服务系统中检索使用有限元法分析牙髓根尖周病根管治疗的相关文献,英文检索词为“FEA,finite element analysis,stress analysis,root canal treatment,pulp opening,root canal preparation,root canal filling,restoration”,中文检索词为“有限元分析,应力分析,牙髓根尖周病,根管治疗,开髓,根管预备,根管充填,修复”,最终纳入103篇文献进行综述。结果与结论:有限元分析可以通过构建牙体及周围组织的有限元模型分析牙齿在咀嚼、咬合等过程中的应力分布和变形情况。借助有限元分析,临床研究者能够对牙髓根尖周病根管治疗中不同开髓洞型、根管预备方式、根管充填材料及修复方案等对牙体力学性能的影响进行分析,从而选择出最佳的治疗方案,提高治疗效果和患者预后。有限元分析有助于医生在临床治疗中减少牙体组织的损失,提高治疗效果和患者预后。有限元模型是对实际情况的简化,需结合临床试验进行综合分析。