弥散张量成像预测3D打印支架促进脊髓损伤后运动功能恢复

文题释义：分数各向异性：通常用于提供关于推断组织特征和组织生理状态的定量信息,反映扩散的各向异性。分数各向异性值来自弥散张量成像数据,并且与运动结果大致相符,可用于评估脊髓损伤严重程度。分数各向异性值是脊髓损伤后敏感的特异性生物标志物,可量化脊髓损伤严重程度。实际上分数各向异性值反映白质的完整性,包括轴突结构损伤和脱髓鞘。分数各向异性值减少反映的是神经变性和轴突损失。损伤恢复越好分数各向异性值则越高。相比之下弥散张量成像比常规MRI检测脊髓损伤的恢复程度更敏感。分数各向异性值与损伤处的神经再生程度相关。弥散张量纤维束成像：作为一个定性指标可直观地追踪脊髓损伤处的神经纤维束,清晰地观察轴突束的损伤。结合定量弥散张量成像扫描,弥散张量纤维束成像可有效显示脊髓损伤处神经纤维的变化,有效显示移植部位神经纤维束的变化。弥散张量纤维束成像结果能追踪到脊髓损伤大鼠损伤处的局部纤维,弥散张量纤维束成像图像可直观地表明脊髓损伤,展示脊髓损伤部位的脊髓连接。 背景：弥散张量成像作为一种基于MRI相对较新的方法,目前已成为神经影像学领域检查诊断的重要手段。目的：使用弥散张量成像数据预测3D打印胶原/丝素蛋白支架在脊髓损伤后运动功能恢复中的作用,并探讨运动功能与弥散张量成像之间的相关性。方法：制备普通胶原/丝素蛋白支架和3D打印胶原/丝素蛋白支架。取成年雌性SD大鼠40只(由中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心提供),随机分为4组,每组10只：假手术组仅切除T₁₀椎板;模型组制作T₁₀脊髓全横断损伤模型;普通支架组、3D打印支架组建立T₁₀脊髓全横断损伤模型后分别植入普通胶原/丝素蛋白支架和3D打印胶原/丝素蛋白支架。术后1,2,3,4,6,8周进行后肢BBB评分与斜板实验,术后8周进行后肢电生理检测,评估运动功能;术后8周进行腰椎弥散张量成像检查,并分析弥散张量成像参数与大鼠运动功能的相关性。动物实验获得中国人民武装警察部队特色医学中心研究动物伦理委员会的批准(伦理号：27653/58)。结果与结论：①自术后3周起,3D打印支架组的BBB评分高于模型组、普通支架组(P < 0.05或P < 0.01);自术后2周起,3D打印支架组的斜板实验角度高于模型组、普通支架组(P < 0.05或P < 0.01);②3D打印支架组的运动诱发电位振幅大于模型组、普通支架组(P < 0.05或P < 0.01),运动诱发电位潜伏期短于模型组、普通支架组(P < 0.05或P < 0.01);③弥散张量成像显示,造模3组的神经纤维轨迹不规则,均缺乏神经纤维的连续性,但3D打印支架组的断端再生神经纤维束数量多于模型组、普通支架组(P < 0.01);3D打印支架组距离脊髓损伤正中心9,7.5,4.5,-3,-6,-7.5,-9 mm处的分数各向异性值均高于模型组、普通支架组 (P < 0.05或P < 0.01);④术后8周,BBB评分、斜坡角度、运动诱发电位振幅、运动诱发电位潜伏期与从大鼠头到尾的弥散张量成像分数各向异性值之间存在正相关;⑤结果表明,弥散张量成像可被用作有效预测指标来评估实验和临床病例中脊髓损伤的神经系统修复。 ORCID: 0000-0001-9409-4201(刘晓银) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

负载脑源性神经营养因子胶原/肝素硫酸支架促进颅脑创伤大鼠神经运动功能的恢复

文题释义：脑源性神经营养因子：是一种来源于脑组织的分子质量为12.3 kD的多肽或蛋白质,对神经系统损伤等具有一定的治疗潜能,能通过多种机制营养神经元,促进其再生和生长发育。胶原：广泛分布于细胞外基质中,能够为神经细胞的增殖、分化和代谢提供适宜的微环境,具有免疫原性低、生物降解性和生物相容性好等特点,缺点在于其力学性能较差。 硫酸肝素：是一种黏多糖,是神经细胞基底膜、细胞外基质的重要组成部分,能够调节生物活性,促进神经纤维的再生。 背景：研究表明胶原和硫酸肝素交联后可有效固定生长因子,显著改善脊髓损伤大鼠的神经运动功能恢复。 目的：观察负载脑源性生长因子胶原/硫酸肝素支架移植修复颅脑创伤的效果。方法：制作胶原支架、胶原/硫酸肝素支架与负载脑源性神经营养因子的胶原/硫酸肝素支架,检测胶原支架、胶原/硫酸肝素支架的孔隙率、吸水率、压缩模量和压缩应力;检测载脑源性生长因子胶原/硫酸肝素支架的体外缓释性能;检测胶原/硫酸肝素支架与负载脑源性神经营养因子的胶原/硫酸肝素支架的细胞毒性与细胞相容性。将48只SD大鼠随机分4组干预：对照组开骨窗后缝合,空腔组仅制作颅脑创伤空腔模型,支架组、生长因子支架组颅脑创伤后空腔处分别植入胶原/硫酸肝素支架、负载脑源性神经营养因子的胶原/硫酸肝素支架,术后分别进行改良神经功能缺损评分、水迷宫测试与脑损伤形态学观察。动物实验获得武警特色医学中心伦理委员会批准。结果与结论：①胶原/硫酸肝素支架的孔隙率、压缩模量和压缩应力高于胶原支架(P < 0.05),吸水率低于胶原支架(P < 0.05);②胶原/硫酸肝素支架无细胞毒性,负载脑源性神经营养因子后更加有利于脑微血管内皮细胞的增殖;脑微血管内皮细胞在负载脑源性神经营养因子支架微孔内生长良好,分布均匀;③形态学观察显示,两支架组损伤灶处可见大量新生神经细胞及神经纤维,其中以生长因子支架组的新生神经细胞数量及神经纤维密度更高;④生长因子支架组大鼠的逃逸潜伏期短于空腔组、支架组(P < 0.01,P < 0.05),象限停留时间和平台穿越次数高于支架组、空腔组(P < 0.01,P < 0.05);⑤生长因子支架组术后3-7周的改良神经功能缺损评分低于支架组、空腔组(P < 0.05,P < 0.01);⑥结果表明,负载脑源性神经营养因子胶原/硫酸肝素支架移植可以促进大鼠颅脑创伤后神经运动功能的恢复。ORCID: 0000-0003-2076-3606(张健) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

3D打印聚乳酸树脂肱骨结合生物活性涂层促进成骨细胞的黏附及抗菌能力

文题释义：聚乳酸：是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,生产过程无污染,其产品也可以再生,在自然界中可以循环使用,是理想的绿色高分子材料,近年来被充分应用于医疗器械中,特别是在3D打印人体骨骼中得到广泛应用。 壳聚糖：又名脱乙酰甲壳素,由自然界广泛存在的几丁质经脱乙酰得到,属于天然高分子,该天然高分子具有良好的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性,作为生物复合材料被广泛应用于医药、食品、化工等领域。 α-β-GP温敏水凝胶：是一种N-异丙基丙烯酰胺和聚乙二醇的共聚物,在低温下为液态并随温度变化可逆,具备聚合材料的多种特征,被广泛用于医药生命科学领域。 背景：聚乳酸具有良好的生物韧性和生物相容性,但生物惰性限制了聚乳酸树脂种植体植入体内后与周围组织的相互作用。因此,提高聚乳酸树脂的生物活性、改善骨结合性能的研究逐渐成为生物材料的热点问题。 目的：观察聚乳酸树脂及其结合不同生物活性涂层对成骨细胞黏附、增殖及分化的影响,分析其抗菌能力。 方法：3D打印聚乳酸仿生肱骨试件,并在其表面分别制备壳聚糖-α-β-GP温敏水凝胶涂层与壳聚糖纳米颗粒涂层。将MC3T3-E1细胞分别接种于3D打印聚乳酸仿生肱骨(空白组)、含壳聚糖-α-β-GP温敏水凝胶涂层3D打印聚乳酸仿生肱骨(水凝胶组)与含壳聚糖纳米颗粒涂层3D打印聚乳酸仿生肱骨(纳米颗粒组)表面,观察细胞的黏附、增殖与分化情况,检测细胞黏附斑、护骨素的基因与蛋白表达及p65、p-p65蛋白表达水平,检测细胞的白细胞介素6分泌量。将革兰阳性与革兰阴性细菌分别接种于3种试件表面,观察试件表面的细菌黏附情况。 结果与结论：①接种8 h,纳米颗粒组细胞黏附数量多于水凝胶组、空白组(P < 0.05),水凝胶组多于空白组(P < 0.05);②纳米颗粒组、水凝胶组培养2,4,6,8 d的细胞增殖活力高于空白组(P < 0.05);③培养6 d后,纳米颗粒组、水凝胶组的细胞黏附斑及护骨素基因与蛋白表达均高于空白组(P < 0.05),纳米颗粒组高于水凝胶组(P < 0.05);④培养8 d后,纳米颗粒组、水凝胶组的碱性磷酸酶活性与白细胞介素6分泌量高于空白组(P < 0.05),纳米颗粒组高于水凝胶组(P < 0.05);纳米颗粒组p-p65蛋白水平高于水凝胶组(P < 0.05),水凝胶组高于空白组(P < 0.05);⑤纳米颗粒组对抗革兰阳性与革兰阴性细菌的能力强于水凝胶组、空白组(P < 0.05),水凝胶组强于空白组(P < 0.05);⑦结果表明,3D打印聚乳酸肱骨结合-α-β-GP温敏水凝胶和壳聚糖纳米颗粒生物活性涂层均可有效促进成骨细胞的黏附、增殖及碱性磷酸酶与抗菌因子的分泌,提高抗菌能力,该作用可能与激活NF-κB信号通路有关。 ORCID: 0000-0001-9039-8435(张忠岩) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

胶原/丝素蛋白支架联合神经干细胞治疗创伤性脊髓损伤北大核心

背景:随着交通事故、坠落伤、运动损伤等不断增多,创伤性脊髓损伤已成为危及脊髓健康的一个重要问题。目的:探讨胶原/丝素蛋白支架联合神经干细胞治疗创伤性脊髓损伤的疗效。方法:①分别提取胶原和丝素蛋白原料,将二者以质量比2∶4混合,采用真空冷冻干燥法制备胶原/丝素蛋白支架;将第3代GFP小鼠神经干细胞接种至胶原/丝素蛋白支架上,光学显微镜和扫描电镜下观察神经干细胞生长情况。②采用随机数字表达将40只成年SD大鼠分5组,正常组不进行任何处理,模型组建立T10段脊髓缺损模型,干细胞组脊髓缺损处注射神经干细胞,支架组脊髓缺损处植入胶原/丝素蛋白支架,联合组脊髓缺损处植入接种神经干细胞的胶原/丝素蛋白支架,每组8只。术后每周进行旷场实验BBB评分和斜坡实验,术后第8周行神经诱发电位检测、苏木精-伊红和免疫荧光染色,评价创伤性脊髓损伤大鼠恢复情况。结果与结论:①光学显微镜和扫描电镜下观察显示,胶原/丝素蛋白支架上有利于神经干细胞的黏附、伸展与分化。②旷场实验BBB评分和斜坡实验结果显示,脊髓损伤各组大鼠的运动功能随时间的延长均有不同程度的恢复,各治疗组大鼠的运动功能的恢复速度与程度均优于模型组,其中以联合组大鼠运动功能恢复最好。术后第8周,脊髓损伤后各治疗组大鼠的运动诱发电位和体感诱发电位的潜伏期、振幅检测结果均优于模型组(P<0.05),联合组检测结果优于干细胞组、支架组(P<0.05)。术后第8周苏木精-伊红染色显示,模型组大鼠脊髓损伤部位修复效果最差,联合组修复效果最好;免疫荧光染色显示,模型组大鼠脊髓损伤部位神经丝蛋白阳性细胞最少,各治疗组神经丝蛋白阳性细胞均多于模型组,其中以联合组最多。③胶原/丝素蛋白支架联合神经干细胞对创伤性脊髓损伤大鼠双下肢功能改善和脊髓组织修复具有一定效果。     

电刺激联合神经营养素3可促进脊髓损伤大鼠内源性神经干细胞的增殖和分化

文题释义： 神经营养素3：是神经生长因子基因家族的成员,可促进多种中枢和外周神经元的存活和分化,调节神经元突触活动,并对神经系统发育和成熟起重要作用。神经营养素3在损伤条件下对神经元具有保护作用,因而在治疗神经系统疾病和神经损伤中有临床应用前景。 内源性神经干细胞：正常机体中,神经干细胞一般处于静息状态,在特定的生理或病理刺激下被激活,其中侧脑室外侧壁的室下带和海马齿状回的颗粒下带是产生神经干细胞最为活跃的区域,神经系统损伤后,在多种细胞因子、调控基因的调节下发生增殖、迁移和分化等。 背景：由于外源性神经干细胞的获取有限,且容易产生免疫排斥以及伦理问题等严重制约其向临床转化,因此如何激活内源性神经干细胞并促进其生长增殖、分化,成为近期科研工作者究的热点。 目的：探讨电刺激联合神经营养素3对大鼠脊髓损伤后内源性神经干细胞增殖及向神经元分化的作用。 方法：将96只SD大鼠随机分为假手术组、脊髓损伤组、电刺激组、电刺激+神经营养素3组,每组24只。假手术组仅暴露脊髓,其他3组大鼠应用改良Allen法建立脊髓损伤模型,造模后给予相应措施进行干预。造模后7,14,21,28 d时,以BBB评分评价大鼠后肢运动功能,电生理学检查运动诱发电位潜伏期;造模后28 d取材,进行苏木精-伊红染色观察脊髓病理变化,免疫组化染色观察内源性神经干细胞的增殖和分化情况。实验方案经兰州大学第二医院医学伦理委员会批准。 结果与结论：①与假手术组相比,脊髓损伤组大鼠的BBB评分明显降低(P < 0.01),脊髓组织可见大量炎症细胞浸润,并存在多个空洞;与脊髓损伤组相比,电刺激组、电刺激+神经营养素3组大鼠后肢功能开始逐渐恢复,电刺激+神经营养素3组BBB评分明显高于电刺激组(P < 0.05),上述病理损伤变化明显改善;②脊髓损伤组7,14 d及电刺激组大鼠7 d时双后肢运动诱发电位潜伏期均未测出,电刺激组、电刺激+神经营养素3组21,28 d时运动诱发电位潜伏期较模型组缩短(P < 0.05),电刺激+神经营养素3组潜伏期缩短更显著    (P < 0.05);③BrdU和Nestin阳性细胞数、微管相关蛋白2的表达：电刺激+神经营养素3组>电刺激组>脊髓损伤组;胶质纤维酸性蛋白的表达：脊髓损伤组>电刺激组>电刺激+神经营养素3组。结果表明脊髓损伤大鼠经电刺激及神经营养素3干预后,促进内源性神经干细胞增殖和向神经元分化,病理损伤明显减轻,后肢运动功能显著改善。 ORCID: 0000-0002-6353-8874(张培根) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞向软骨分化及功能的影响

文题释义：骨形态发生蛋白7：又称成骨蛋白1,是骨形态发生蛋白家族中的一员,可促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化;体外可促进软骨细胞增殖及软骨细胞标志因子分泌,体内可协同骨髓间充质干细胞修复兔膝关节软骨损伤。 国产多孔钽：实验中应用的多孔钽具有自主知识产权,采用高温煅烧技术制备,具有立体三维空间结构,与人体骨组织的力学强度、弹性模量相似,有较好的生物相容性及骨传导能力。植入体内时可使其周围骨组织黏附并向孔隙内生长,正逐渐替代自体骨、同种异体骨、金属钛和不锈钢等传统医用生物材料,成为骨缺损修复的新型修复材料。 背景：结合物理因素与支架材料建立共培养体系并采用细胞因子诱导,成为骨髓间充质干细胞成软骨分化的热点。 目的：观察骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽对骨髓间充质干细胞软骨向分化的影响。 方法：分离培养SD大鼠(由北京华阜康生物提供)骨髓间充质干细胞,分组干预：①实验组加入多孔钽片,对照组不加多孔钽片,培养第5天,鬼笔环肽染色观察多孔钽片表面的细胞生长情况;培养1,3,5,7 d,CCK-8 法检测细胞增殖;②A组加入软骨细胞诱导液,B组加入软骨细胞诱导液与骨形态发生蛋白7,C组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液,D组加入国产多孔钽材料与软骨细胞诱导液和骨形态发生蛋白7,培养第 7,14,21天,采用 ELISA 法检测细胞分泌Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的水平,Western-blot法检测细胞中Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白、基质金属蛋白酶13的表达。动物实验获得华北理工大学动物实验伦理委员会批准。 结果与结论：①鬼笔环肽染色显示,骨髓间充质干细胞在多孔钽表面及周围生长及增殖良好;②实验组培养3,5 d的增殖慢于对照组(P < 0.05),培养1,7 d的增殖与对照组无差异(P > 0.05);③培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白质量浓度逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13质量浓度逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于其余3组(P < 0.05),B、C、D组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);培养第21天时,4组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④Western-blot检测显示培养第 7,14,21天时,A-D组Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白表达逐渐升高(P < 0.05)。培养第7天时,A-D组基质金属蛋白酶13蛋白表达逐渐减少(P < 0.05);培养第14天时,A组高于C、D组(P < 0.05),B、C组高于D组(P < 0.05);培养第21天时,A组高于其余3组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);⑤结果表明,骨形态发生蛋白7复合国产多孔钽可诱导骨髓间充质干细胞软骨向分化,可促进Ⅱ型胶原、SRY型高迁移率族蛋白的表达,抑制基质金属蛋白酶13的表达。 ORCID: 0000-0002-5869-6982(崔逸爽) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

3D打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架与骨髓间充质干细胞的体外生物相容性

文题释义： 3D打印技术：是通过计算机设计3D模型,按照某一坐标轴切成无限多个剖面,然后层层打印堆叠形成一个实体的立体模型,使用3D打印技术制备的骨组织工程支架能对支架的内部结构和外形进行自由可控的构建,在支架个性化、精确性、机械强度、孔隙调节、空间结构复杂性方面有独特优势。 纳米羟基磷灰石/聚己内酯复合材料：羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分,具有良好的骨诱导性,纳米羟基磷灰石由于良好的生物相容性和骨整合能力被广泛用作骨缺损的修复材料;聚己内酯是一种已被FDA批准的生物材料,具有良好的机械性能、生物相容性及降解性。两种材料复合物的多孔结构能够为细胞生长、组织再生及血管化提供有利条件。 背景：聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合材料是在常用骨组织工程材料基础上结合3D打印技术制备的新型复合支架材料,目前对于该复合材料的体外生物相容性研究较少。 目的：通过体外实验探讨3D打印聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架材料的细胞相容性。 方法：利用3D打印技术分别制备聚己内酯及聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架,表征两组材料的微观结构、孔隙率及力学性能。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于两组支架表面,CCK-8法检测细胞增殖率,扫描电镜和Live/Dead染色观察细胞在支架上的生长情况。 结果与结论：①两组支架均呈三维网状相互连通结构,纤维呈规律有序的排列、相互交错,纤维表面无空隙,纤维间距、直径较为均一;两组支架的孔隙率比较差异无显著性意义(P > 0.05);复合支架的弹性模量高于单纯聚己内酯支架(P < 0.05);②两组支架表面培养1 d的细胞增殖比较差异无显著性意义(P > 0.05),复合支架表面培养4,7 d的细胞增殖快于单纯聚己内酯支架(P < 0.05);③Live/Dead染色结果显示,两组材料均具有良好的细胞相容性,细胞活性较高,同时复合支架上的贴壁细胞更多一些;④扫描电镜显示,细胞在两种材料上生长形态良好,并紧密黏附于支架表面及微孔附近,同时可见分泌的细胞外基质呈丝状包绕于细胞周围;⑤结果表明,3D打印技术制备的聚己内酯/纳米羟基磷灰石复合支架孔隙较丰富,具备良好的力学性能,细胞相容性良好,可作为骨组织工程的支架材料。 ORCID: 0000-0002-7083-6458(胡超然) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

P38/AKT通路调控骨髓间充质干细胞在不同空间结构纳米纤维环支架中的定向分化

文题释义： 拓扑结构：泛指组织工程支架的一系列细微的结构差异,涵盖多方面因素,如支架质地、硬度等材料特性相关的属性;支架表面的光滑程度、支架内部的孔隙率等结构特性等;实验主要指静电纺丝纤维环支架中纤维排列方式。 差异分化：实验中用于描述骨髓间充质干细胞在不同条件下(主要指支架拓扑结构的不同),接受外界信息后发生一系列变化,通过细胞通路等机制的调节分化为不同细胞的现象,如实验中骨髓间充质干细胞在不同支架中分别向成纤维细胞或成软骨细胞分化。对差异分化的机制进行研究,有助于今后通过改变条件诱导细胞向所需方向分化、发挥组织工程技术的优势更好修复组织的目的。 背景：以往研究表明多种材料可用于组织工程支架的构建,支架表面的拓扑结构特征对干细胞增殖、分化等生物学行为有调节作用,但其具体机制尚不明确。 目的：研究骨髓间充质干细胞在纳米结构支架中定向分化过程中P38、AKT通路的作用。 方法：构建3种结构不同的纳米纤维支架,即取向纳米纤维支架AFS、取向纳米纱支架AYS、三维多孔纳米纤维支架3-DPS;将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于3种纳米纤维支架表面,成软骨诱导培养后,分别进行细胞形态、黏附、增殖检测,利用qRT-PCR检测细胞关键表型分子(Ⅱ型胶原α1、Ⅰ型胶原α1、蛋白聚糖、Sox-9)mRNA的表达水平,Western blot测定细胞内P38、AKT、ERK1/2、JNK的蛋白表达水平。 结果与结论：①3-DPS支架组培养4,8 h的细胞黏附率高于其余两组支架(P < 0.05),培养7 d的细胞增殖快于其余两组支架(P < 0.05);②骨髓间充质干细胞在3种材料表面均贴附牢固,生长状态良好,其中在AFS、AYS支架上呈类成纤维细胞样生长,在3-DPS支架上呈类软骨细胞样生长;③成软骨诱导3周后,3-DPS支架组Ⅱ型胶原α1、蛋白聚糖、Sox9 mRNA表达高于其余两组支架(P < 0.05),Ⅰ型胶原α1 mRNA表达低于其余两组支架(P < 0.05);AFS支架组、AYS支架组中Ⅱ型胶原α1、蛋白聚糖、Sox9 mRNA表达无明显差异(P > 0.05);④成软骨诱导3周后,3-DPS支架组p-AKT、p-P38蛋白相对表达量高于其余两组支架(P < 0.05),3组间AKT总蛋白表达量及ERK1/2、JNK、P38、p-ERK1/2、p-JNK、p-P38蛋白表达量比较均无显著性意义;⑤结果表明,不同结构支架形貌可通过Integrin-FAK信号通路下游的P38、AKT通路诱导骨髓间充质干细胞的的定向分化。 ORCID: 0000-0003-3571-8840(王爽) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

术前计划中应用3D打印模型辅助全髋关节置换治疗髋关节疾病的系统评价与Meta分析

文题释义：3D打印：又称增制材料，通过计算机建模软件建模，再将建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而指导打印机逐层打印构造物体的技术，目前被广泛应用于临床之中，尤其是骨科领域。 全髋关节置换：主要适用于髋臼破坏严重导致关节活动明显受限、股骨头无菌性坏死和陈旧性股骨颈骨折并发股骨头坏死，并严重变形、塌陷和继发髋关节骨性关节炎等。 背景：近年来，3D打印技术辅助全髋关节置换在术前规划、术中指导定位、制作个体化植入物等方面发挥着重要作用，对髋关节疾病的治疗具有重要的临床意义。 目的：运用系统评价和Meta分析评价术前计划应用3D打印模型辅助全髋关节置换的临床疗效。 方法：电子检索PubMed、Embase、Cochrane Libray、中国知网、万方医学数据库，检索时间为数据库建立到2019年12月，以“全髋关节置换”“人工髋关节置换”“3D打印”“hip arthroplasty”“hip replacement”“THA”“3D Printing”“Three Dimensional Printing”等为关键词检索，纳入比较3D打印模型辅助与非3D打印辅助人工髋关节置换手术治疗髋关节疾病的的临床对照试验。根据纳入与排除标准筛选文献、提取数据并采用Cochrane 5.1.0偏倚风险评估工具对纳入研究质量进行评价，随后采用RevMan 5.3 软件进行数据分析。 结果与结论：①共纳入14篇对照研究，受试者共601例，其中3D打印组279例，非3D打印组322例；②Meta结果显示：在初次髋关节置换中，3D打印组手术时间短于非3D打印组[SMD=-0.89，95%CI(-1.15，-0.64)，P < 0.05]，两组Harris评分比较差异无显著性意义[SMD=0.64，95%CI(-0.26，1.54)，P > 0.05]。在翻修手术中，3D打印组手术时间短于非3D打印组[SMD=-1.39，95%CI(-1.92，-0.86)，P < 0.05]，Harris评分高于非3D打印组[SMD=1.51，95%CI(0.05，2.96)，P < 0.05]。3D打印组术中出血量、术后引流量均少于非3D打印组[SMD=-1.90，95%CI(-2.82，-0.99)，P < 0.05；SMD=-2.87，95%CI(-3.36，-2.37)，P < 0.05]，前倾角及外展角较非3D打印组更接近术前设计角度[SMD=-1.24，95%CI(-1.57，-0.91)，P < 0.05；SMD=-1.71，95%CI(-2.96，-0.45)，P < 0.05]。③结果表明与传统全髋关节置换相比，3D打印辅助全髋关节置换能明显缩短手术时间、减少术中出血量与术后引流量、提高全髋关节置换的精确度，且更能缓解疼痛，提高生活质量。但由于纳入的文献质量不高，仍需要更高质量的大样本、多中心的随机对照试验以证实临床疗效。 ORCID: 0000-0002-7539-5268(颜炎) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程     

神经干细胞联合胶原蛋白支架移植脊髓损伤大鼠脑细胞的凋亡

背景：目前的研究表明,从胚胎大鼠大脑皮质分离的神经干细胞在胶原蛋白凝胶中可增殖并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 目的：观察神经干细胞联合胶原蛋白支架移植对脊髓损伤后鼠大脑神经细胞凋亡的影响。 方法：取45只SD大鼠制作脊髓半切损伤模型,随机分为3组,造模1周后,细胞移植组大鼠运动皮质后部在脊髓损伤部位注入同种异体神经干细胞悬液,联合组在脊髓损伤部位注入同种异体神经干细胞结合胶原蛋白悬液,模型组不植入任何物质。 结果与结论：移植后1-8周,3组大鼠肢体运动功能均有不同程度恢复,且联合组移植后8周BBB运动评分明显高于其他两组(P < 0.05)。移植后1周苏木精-伊红染色显示3组均可见少量凋亡细胞及Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞,大量Bax阳性细胞;随时间的推移,3组Bax凋亡蛋白阳性细胞、Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞逐渐减少,并且移植后8周联合组、细胞移植组Bax阳性细胞明显低于模型组(P < 0.05),Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞高于模型组(P < 0.05),此时3组均无凋亡细胞。表明神经干细胞联合胶原蛋白支架移植可抑制脊髓损伤后鼠大脑神经细胞的凋亡,促进脊髓神经功能的恢复。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜在兔脊髓损伤模型中的应用*☆

背景：自体组织、异体组织、动物来源的硬脊膜替代材料都难达到降低脊髓损伤后致残率与致死率的修复结果。 目的：观察聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜修复大白兔脊髓损伤的疗效。 方法：70新西兰大白兔随机分为4组：假手术组(n=10)：单纯切除椎板,不损伤脊髓;模型组(n=20)：脊髓损伤硬脊膜缺损后未进行修复;壳聚糖组(n=20)：脊髓损伤硬脊膜缺损处植入壳聚糖人工硬脊膜;复合膜组(n=20)：脊髓损伤硬脊膜缺损处植入聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工复合膜。 结果与结论：脊髓损伤24 h后,壳聚糖组和复合膜组运动功能评分均明显高于模型组(P < 0.01),复合膜组运动功能评分高于壳聚糖组(P < 0.05)。脊髓损伤之后潜伏期均有明显延长,模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期明显高于假手术组,在6 h各组潜伏期有明显增加,在24 h左右到达高峰,而后开始逐渐下降,脊髓损伤2 d后模型组、壳聚糖组、复合膜组潜伏期差异无显著性意义。各组细胞凋亡率均大于假手术组(P < 0.05),损伤后6,24 h壳聚糖组和复合膜组细胞凋亡率均明显低于模型组(P < 0.05)。结果提示在大白兔脊髓损伤模型中应用聚乳酸-羟基乙酸共聚物/Ⅰ型胶原/壳聚糖人工硬脊膜有利于脊髓损伤恢复。       

Polydatin loaded collagen/heparin sulfate scaffold in the treatment of spinal cord injury in rats北大核心

BACKGROUND: At present, the research on the neuroprotective effect of polydatin has gradually become a hot spot in the field of neurology. The research direction is mostly focused on ischemic cerebrovascular disease, and there are few studies on the application of spinal cord injury. OBJECTIVE: With collagen/heparin sulfate scaffold as carrier, polydatin was applied to the injured spinal cord to observe the repair effect. METHODS: (1) Collagen/heparin sulfate scaffolds and collagen/heparin sulfate scaffolds loaded with 0.5, 1, 1.5 mmol/L polydatin were prepared. The third generation of rat neural stem cells was seeded on four kinds of scaffolds, and the proliferation of cells was detected by CCK-8 assay. During inducing neural differentiation of neural stem cells, the expression levels of glial fibrillary acidic protein, Tuj-1 and Oligo were detected by immunofluorescence staining and RTPCR. (2) The spinal cord injury model of adult male SD rats was established and divided into three groups. The model control group (n=10) was not implanted with any materials. The control group (n=10) was implanted with collagen/heparin sulfate scaffold, and the experimental group (n=10) was implanted with 1 mmol/L polydatin/collagen/heparin sulfate scaffold. Meanwhile, sham operation group (n=10) was set up. BBB score was used to test the motor function of the right hind limb within 8 weeks after operation. At 8 weeks after operation, the spinal cord tissues were taken for histological observation, immunohistochemical analysis, and western blot assay. RESULTS AND CONCLUSION: (1) At 3 and 7 days of culture, the absorbance value of cell proliferation on 1 mmol/L polydatin/collagen/heparin sulfate scaffold was higher than that on the other three scaffolds (P < 0.05). (2) Immunofluorescence staining 7 days after induction showed that the expression of glial fibrillary acidic protein in 1 and 1.5 mmol/L polydatin/collagen/heparin sulfate scaffold groups were less than those in the other two collagen/heparin sulfate scaffold groups, but the expression levels of Oligo and Tuj-1 were more than those in the other two collagen/heparin sulfate scaffold groups. (3) RT-PCR results showed that the expression of glial fibrillary acidic protein mRNA in 1 and 1.5 mmol/L polydatin/collagen/heparin sulfate scaffold groups was lower than that in the other two collagen/heparin sulfate scaffold groups (P < 0.05). There was no significant difference in the expression of Tuj-1 mRNA among the four groups. The expression of Oligo mRNA in 1 mmol/L polydatin/collagen/heparin sulfate scaffold group was higher than that in the other three groups (P < 0.05). (4) Spinal cord injury repair experiments showed that the BBB score of the experimental group was always higher than that of the model control group and the control group 2-8 weeks after operation (P < 0.05). Hematoxylin-eosin staining showed that the spinal cord defects in the control group and the observation group were filled with scaffolds, and the space between the tissues was smaller than that in the model control group. The tissue continuity and space in the observation group were better than those in the control group. Immunohistochemical analysis and western blot assay showed that the expression of neurofilament-200 protein in the experimental group was higher than that in the control group and model control group (P < 0.05). The expression of glial fibrillary acidic protein in the experimental group was lower than that in the control group and model control group (P < 0.05). (5) It is concluded that polydatin loaded collagen/heparin sulfate scaffolds can promote the repair of spinal cord injury. © 2022, Publishing House of Chinese Journal of Tissue Engineering Research. All rights reserved.     

京尼平交联3D打印胶原/壳聚糖支架的表征北大核心

背景:胶原/壳聚糖支架需交联才能达到相应力学性能,有研究表示调节交联剂浓度可以在一定范围内调控支架的理化性能。目的:探究京尼平浓度对胶原/壳聚糖支架理化性能的影响,制备理化性能可调节的组织工程支架。方法:将胶原和壳聚糖粉末分别溶于弱酸后混合均匀,作为打印墨水,利用生物3D打印机低温打印胶原支架与胶原/壳聚糖支架,经冻干、中和处理后分别以1,3,5 mmol/L的京尼平进行交联。检测各组支架的表观结构稳定性、抗拉能力、溶胀性能、降解性能与生物相容性。结果与结论:①将支架在PBS中浸泡3 d后,对比未交联的冻干支架,交联后胶原支架表面维持规则的孔结构,但是支架出现明显变形;交联后胶原/壳聚糖支架表面结构规则,仅1 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架存在轻微变形。②随着京尼平浓度的增加,各组支架的力学性能增加,并且对应交联浓度下的胶原/壳聚糖支架力学性能好于胶原支架。③随着京尼平浓度的增加,胶原支架的溶胀率下降,胶原/壳聚糖支架的溶胀率无明显变化。④浸泡于胶原酶溶液中后,不同浓度京尼平交联的胶原支架在1 h内被完全降解,胶原/壳聚糖支架的降解速率随京尼平浓度的增加而降低,均呈现先快速后平缓的趋势。⑤将骨髓间充质干细胞接种于各组交联支架3 d后,1,3 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架(或胶原支架)上的细胞数量明显多于5 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架(P<0.05)。⑥结果表明,京尼平可在一定范围调节胶原/壳聚糖支架理化性能,其中3 mmol/L京尼平交联的胶原/壳聚糖支架具有较好的力学性能、抗酶解能力与生物相容性。     

复合骨碎补总黄酮的丝素蛋白/壳聚糖支架在兔关节软骨损伤中的应用研究

目的 以丝素蛋白/壳聚糖支架为载体将骨碎补总黄酮应用于兔软骨损伤局部,观察修复效果,为临床提供实验数据。方法 制备丝素蛋白/壳聚糖支架、骨碎补总黄酮缓释微球与负载骨碎补总黄酮缓释微球的丝素蛋白/壳聚糖支架,扫描电子显微镜下观察支架形貌,同时检测该支架的体外缓释能力。24只新西兰大白兔随机分3组,利用电钻在股骨滑车部位构建直径3.5 mm、深1.5 mm的软骨损伤模型,空白组软骨缺损处不植入任何材料,对照组植入单纯的丝素蛋白/壳聚糖支架,实验组植入负载骨碎补总黄酮缓释微球的丝素蛋白/壳聚糖支架,术后12周、24周行标本大体与组织学观察,RT-PCR检测修复组织Sox-9、II型胶原与聚集蛋白聚糖mRNA的表达量,Western blot检测软骨缺损部位II型胶原蛋白表达,分析软骨修复效果。结果 丝素蛋白/壳聚糖支架具有良好的三维孔隙结构,孔洞之间相互联通;制备的载药微球表面较光滑,为较规则的圆球形;载药微球均匀分散于丝素蛋白/壳聚糖支架基质中。丝素蛋白/壳聚糖支架可在体外持续稳定地释放骨碎补总黄酮,实验组软骨损伤修复效果优于对照组,对应的ICRS评分与Wakitani组织学评分高于对照组...     

不同程度脊髓背侧压迫损伤模型大鼠脊髓损伤致伤器的设计

背景：随着对脊髓损伤研究的不断深入,国内外学者不断设计出各种脊髓损伤模型,主要包括脊髓挫伤、重物坠击、脊髓压迫、化学灼伤、放射性损伤及激素横断半横断损伤等,然而各种制备方法都存在一定的局限。 目的：设计脊髓损伤致伤器并建立不同程度脊髓损伤动物模型。 方法：实验自行设计包括致伤部件及传动装置的脊髓损伤致伤器,利用不同致伤质量m1=10 g,m2=20 g,m3=30 g及时间T1=3 s,T2=5 s,造成不同质量×时间暨不同程度SD大鼠脊髓背侧压迫损伤,分为m1T1,m2T1,m3T1,m1T2,m2T2,m3T2共6组,并设假手术组进行对照。 结果与结论：造模后各实验组BBB评分均低于假手术组(P < 0.01),m1T1组与其他各实验组相比差异有显著性意义(P < 0.01),建模后8周m1T2组BBB评分高于与m2T2组及m3T2组(P < 0.05)。建模后8周各组体感诱发电位和运动诱发电位潜伏期明显长于假手术组(P < 0.01)。除了m1T1组与m1T2组外,其他各组间建模后体感诱发电位潜伏期均明显延长(P < 0.05)。所有组建模后运动诱发电位潜伏期均明显延长(P < 0.05)。结果证实,实验所设计的脊髓损伤致伤器可制备出不同程度的脊髓背侧压迫损伤动物模型。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：肾移植;肝移植;移植;心脏移植;组织移植;皮肤移植;皮瓣移植;血管移植;器官移植;组织工程全文链接：     

组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用

背景：近年来,随着基础研究的发展,许多新方法、新策略已经开始用于脊髓损伤修复,其中组织工程学的发展开辟了一条新的途径,利用组织工程学的方法治疗脊髓损伤已逐渐成为当前新的研究热点。 目的：探讨组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的研究进展。 方法：检索SCI数据库2002/2011有关组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的文献,检索词为“组织工程(tissue engineering);脊髓损伤(spinal cord injury);支架材料(scaffold material);胶原(collagen);壳聚糖(chitosan);藻酸盐凝胶(alginate hydrogel);纤维蛋白凝胶(fibrin glue);聚羟基丁酸酯(poly-b-hydroxybutyrate);琼脂糖凝胶(agarose);聚乳酸(poly lactic acid);合成水凝胶(synthetic hydrogels);聚乙二醇(polyethylene glycol)”,对组织工程支架材料修复脊髓损伤的临床及基础文献进行深入分析。 结果与结论：组织工程支架是组织工程修复脊髓损伤研究的重点内容。组织工程支架的材料包括天然材料和人工合成材料,天然材料具有良好的细胞和组织相容性,人工合成的聚合物支架在结构形状、机械强度及规模化生产方面均具有很大的优势。近年来,组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用有了很大发展,相继出现了新型支架材料。     

纤维蛋白支架移植对大鼠脊髓损伤后神经再生和胶质瘢痕形成的影响

观察纤维蛋白-纤粘连蛋白-层粘连蛋白复合支架移植对大鼠脊髓损伤后神经再生和胶质瘢痕形成的影响,评价该支架移植修复脊髓损伤的可行性。本研究将圆柱状复合支架移植入大鼠脊髓完全横断缺损部位,同时以该模型动物作为对照组。分别于术后4w、8w、12w对动物下肢运动功能进行BBB评分。然后取出支架/脊髓组织,用免疫荧光双标和免疫印迹技术分析损伤部位神经纤维再生和胶质细胞增生情况;并用透射电镜观察支架移植部位的组织学结构。结果显示:术后4～12w支架移植组动物BBB评分明显高于对照组(P<0.05)。于术后4w,移植组可见支架内有少量神经纤维,此后神经纤维逐渐增多,而胶质细胞增生不明显;对照组脊髓损伤局部可见坏死空洞,空洞周边胶质细胞增生明显。免疫印迹检测结果表明,移植组神经丝蛋白(NF-200)相对含量高于对照组;对照组胶质纤维酸性蛋白(GFAP)的相对含量高于实验组。以上结果提示:纤维蛋白支架移植可促进大鼠脊髓损伤后神经再生,并抑制胶质瘢痕形成。纤维蛋白(原)作为生物材料用于构建修复脊髓损伤的组织工程支架具有良好的应用前景。     

The reparative response to cross-linked collagen-based scaffolds in a rat spinal cord gap model

Prior work demonstrated the improvement of peripheral nerve regeneration in gaps implanted with collagen scaffold-filled collagen tubes, compared with nerve autografts, and the promise of such implants for treating gaps in spinal cord injury (SCI) in rats. The objective of this study was to investigate collagen implants alone and incorporating select therapeutic agents in a 5-mm full-resection gap model in the rat spinal cord. Two studies were performed, one with a 6-week time point and one with a 2-week time point. For the 6-week study the groups included: (1) untreated control, (2) dehydrothermally (DHT)-cross-linked collagen scaffold, (3) DHT-cross-linked collagen scaffold seeded with adult rat neural stem cells (NSCs), and (4) DHT-cross-linked collagen scaffold incorporating plasmid encoding glial cell line-derived neurotropic factor (pGDNF). The 2-week study groups were: (1) nontreated control, (2) DHT-cross-linked collagen scaffold; (3) DHT-cross-linked collagen scaffold containing laminin; and (4) carbodiimide-cross-linked collagen scaffold containing laminin. The tissue filling the defect of all groups at 6 weeks was largely composed of fibrous scar; however, the tissue was generally more favorably aligned with the long axis of the spinal cord in all of the treatment groups, but not in the control group. Quantification of the percentage of animals per group containing cystic cavities in the defect showed a trend toward fewer rats with cysts in the groups in which the scaffolds were implanted compared to control. All of the collagen implants were clearly visible and mostly intact after 2 weeks. A band of fibrous tissue filling the control gaps was not seen in the collagen implant groups. In all of the groups there was a narrowing of the spinal canal within the gap as a result of surrounding soft tissue collapse into the defect. The narrowing of the spinal canal occurred to a greater extent in the control and DHT scaffold alone groups compared to the DHT scaffold/laminin and EDAC scaffold/laminin groups. Collagen biomaterials can be useful in the treatment of SCI to: favorably align the reparative tissue with the long axis of the spinal cord; potentially reduce the formation of fluid-filled cysts; serve as a delivery vehicle for NSCs and the gene for GDNF; and impede the collapse of musculature and connective tissue into the defect.