向量评估遗传算法优化聚乳酸载药微球工艺

目的:研究向量评估遗传算法(VEGA)优化聚乳酸载药微球的制备工艺,寻求同时使药物包封率最大及产物平均粒径最小的两目标最佳工艺体系。方法:对均匀设计试验制备聚乳酸载药微球的药物包封率和平均粒径两目标采用VEGA进行优化,影响因素有内水相体积(x1)、二氯甲烷(DCM)的质量浓度(x2)、聚乙烯醇(PVA)的质量浓度(x3)、搅拌速度(x4)及氯化钠的质量分数(x5),通过搜索最优制备工艺,比较VEGA搜索载药微球最优处方结果;利用Matlab 2009a外挂SGALAB工具箱Beta 5008完成遗传算法寻优,利用SPSS 17.0软件进行统计分析;并对其处方优化效果进行评价。结果:VEGA进行两目标优化后,最佳工艺中影响因素有x2、x4、x5,分别为86.68 mg/ml、1 499.48 r/min、0.04%,x1和x3因素影响不显著;目标值药物包封率最大达到95.99%,平均粒径最小达到20.80μm。结论:VEGA搜索的Pareto非劣解是合理的,确定的最优提取工艺的效果较好,均高于均匀设计中的试验方案。     

个体化三维打印导航模板辅助下颈椎椎弓根置钉的实验研究

[目的]探讨一种基于三维打印成型技术制备个体化下颈椎椎弓根螺钉导航模板的可行性,并对该方法辅助置钉的准确性进行评估。[方法]选取10具成人尸体的颈椎标本,行CT扫描后将原始数据导入Mimics软件,对C3⁷节段行选择性重建,设计与其椎板和棘突相贴合的阴模,利用三维打印技术成型。基于目标椎体三维模型,直视下徒手将阴模制成具有双侧椎弓根螺钉钉道的导航模板,并在其辅助下于各椎体标本置入双侧椎弓根螺钉。术后再次行CT扫描评估螺钉位置。[结果]剔除骨性结构不完整的标本后,共制作62个下颈椎导航模板,辅助置入椎弓根螺钉124枚。CT扫描轴位图像显示121枚螺钉完全位于椎弓根内,3枚部分穿破椎弓根壁;矢状位图像提示除1枚螺钉误入椎间孔外,余钉位准确。[结论]本研究结果表明,基于CT图像,使用Mimics软件能够精确重建下颈椎各节段椎体及其附属结构,并建立其对应阴模。利用三维打印模型所设计的个体化导航模板,辅助置钉准确性高、操作简单,为下颈椎椎弓根螺钉的精确置入提供了一种可供选择的新方法。     

含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和生物相容性

文题释义：快速成型：是一种材料加工方法,它是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同,但基本原理都是“分层制造,逐层叠加”。 聚乳酸：是以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物,具有良好的生物降解性、生物相容性以及延展性,但其机械强度不足,且降解后会产生酸性代谢产物,限制了其应用范围,常与其他一种或多种生物材料复合使用,以增强骨生物活性或生物力学强度。 背景：将多聚物材料与生物陶瓷材料复合制成有机/无机复合三维支架材料,可赋予支架骨传导所必需的理化特性,同时强化材料的力学性能,但大多数骨替代材料无法预防缺损部位的感染。研究发现由于镁的降解可产生局部碱性环境,使镁具有一定的抗菌活性。 目的：探讨含镁多孔支架材料的体外抗菌活性和细胞相容性。 方法：应用低温快速成型技术制备聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料,其中β-磷酸三钙与镁的质量比分别为2∶1和1∶2,分别设为PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组;同时应用低温快速成型技术制备聚乳酸与聚乳酸/β-磷酸三钙多孔支架材料,分别设为P组、PT组。检测4组支架的表面形貌、孔径、孔隙率及压缩模量。将金黄色葡萄球菌(ATCC 35923)接种于4组支架表面24 h,通过涂板计数法和激光共聚焦显微镜观察材料的抗菌活性。将小鼠前成骨细胞MC3T3-E1分别与4组支架材料共培养,通过CCK-8法分析材料对细胞黏附和增殖的影响。 结果与结论：①4组支架材料表面都形成相对均匀的多孔结构,4组支架间孔径大小和孔隙率比较差异均无显著性意义(P > 0.05);②PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组压缩模量明显高于P组、PT组(P < 0.05),PTM(1∶2)组明显高于PTM(2∶1)组(P < 0.05);③涂板计数实验显示,PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组菌落形成单位明显低于P组、PT组(P < 0.05),其余组间比较差异无显著性意义(P > 0.05);④培养6 h,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组黏附细胞数量多于P组(P < 0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P > 0.05);⑤培养1 d时,仅PT组细胞增殖优于P组(P < 0.05);培养4,7 d时,PT组、PTM(2∶1)组、PTM(1∶2)组细胞增殖均优于P组(P < 0.05),PTM(2∶1)组和PTM(1∶2)组比较差异均无显著性意义(P > 0.05);⑥结果表明,聚乳酸/β-磷酸三钙/镁多孔支架材料不但具有良好的抗菌活性,而且具有优良的细胞相容性和一定的抗压能力。 ORCID: 0000-0002-3367-674X(马瑞) 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     

转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸微球对干细胞的调控

文题释义：转化生长因子β3：是转化生长因子β超家族成员,在胚胎软骨形成的多个时期都是必不可少的软骨组织形成的关键调节因子,可以促进间充质干细胞迁移并诱导其向软骨组织分化与成熟,促进软骨缺损的愈合。 聚乳酸-羟基乙酸微球：属于食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准的可生物降解聚合物,具有可控的降解性和良好的生物相容性,被广泛应用于医药领域。由于其生物可降解性,聚乳酸-羟基乙酸微球微球被广泛应用于小分子药物、蛋白质和其他大分子药物的可控持续释放。 背景：转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸缓释微球系统可使药物在作用部位维持有效药物浓度,提高生长因子的利用率。 目的：优化转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸缓释微球制备工艺,探究其对脂肪间充质干细胞增殖和迁移的影响。 方法：采用乳化-溶剂挥发法制备转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸缓释微球,并对微球的形态、粒径大小、药物空间分布、包封率、载药量和缓释性能进行表征。将转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸缓释微球溶解于PBS中,于相应的时间点检测上清液中转化生长因子β3浓度,对应时间点扫描电镜观察微球形态。将脂肪间充质干细胞分6组培养,分别加入培养基(阴性对照)、含转化生长因子β3的培养基、含空白聚乳酸-羟基乙酸微球的培养基、含10,100,1 000 g/L转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸微球的培养基,于对应的时间点CCK-8法检测增殖。将脂肪间充质干细胞分别与培养基(阴性对照)、含转化生长因子β3的培养基、含聚乳酸-羟基乙酸微球的培养基、含10,100,1 000 g/L转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸微球的培养基以非接触方式共培养24 h,检测细胞迁移数量。结果与结论：①转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸微球呈球形,表面光滑,无粘连,粒径均匀分布,微球直径2-50 μm,微球内的蛋白药物分布均匀,具有较高的包封率与载药量;②缓释微球具有良好的降解性能,体外可于6个月后完全降解;同时具有良好的缓释性能,体外可缓慢释放转化生长因子β3长达45 d;③空白微球及含转化生长因子β3的缓释微球对脂肪间充质干细胞增殖无影响;④空白微球对脂肪间充质干细胞的迁移无影响,转化生长因子β3及含转化生长因子β3的缓释微球可促进脂肪间充质干细胞的迁移,不同质量浓度缓释微球间的促进效果无差异;⑤结果表明,转化生长因子β3/聚乳酸-羟基乙酸缓释微球可在不影响脂肪间充质干细胞增殖的情况下促进其迁移。 ORCID: 0000-0002-2267-4589(杨振) 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     

聚乳酸防粘连膜在Ⅱ区屈肌腱损伤修复中的临床应用

目的观察可吸收性防粘连膜预防肌腱粘连的临床应用效果。方法对23例手部屈肌腱II区损伤修复后的患者随访,分为置膜组(A组)和对照组(B组),A组用粘克聚-DL-乳酸可吸收医用膜包绕肌腱缝合端,B组不放置防粘连膜,4~6周后均行主动屈伸指锻炼。采用MRC(Medical Research Council)、TAM(Total Active Motion)、Strickland System和Buck-Gramcko System 4种评价方法对屈指深肌腱修复后的功能进行评定。结果术后随访时间1.5~12个月,平均3个月。在屈肌腱肌力MRC评定中,A组优良率为66.6%,B组优良率为58.3%;对于TAM评级,A组优良率为66.6%,B组优良率为50.0%;在Strickland评级中,A组优良率为80.0%,B组优良率为58.3%;在Buck-Gramcko系统评定中,A组优良率为86.7%,B组优良率为41.7%。前三项评级0.05;Buck-Gramcko系统评定中,0.05,A组和B组有统计学差异。结论在II区屈肌腱损伤修复中,聚乳酸防粘连膜具有良好的预防肌腱粘连的作用。     

PNGF导管复合骨髓间充质干细胞修复大鼠12 mm坐骨神经缺损

目的　观察RGD多肽接枝聚（乳酸-羟基乙酸-L-赖氨酸）/聚乳酸/β-磷酸三钙/神经生长因子（PRGD/PDLLA/β-TCP/NGF,PNGF）缓释导管复合骨髓间充质干细胞(Bone marrow derived mesenchymal stem cells, BMSCs)构建组织工程化人工神经,修复大鼠12 mm坐骨神经缺损的效果。  方法    雄性Wistar大鼠30只, 随机分为3组,每组10只,左后肢制作12 mm坐骨神经缺损模型,分别行单纯PNGF导管桥接（A）、PNGF导管复合BMSCs桥接（B）、自体神经移植（C）,所有大鼠左侧为实验侧,右侧为正常自身对照侧。术后3个月行大体观察、坐骨神经功能指数、电生理检测、小腿三头肌湿重恢复率测量、新生神经及靶肌肉组织学观察等检测坐骨神经功能恢复情况。  结果　术后3个月取材时见导管管壁变薄,表面血管化良好,管内有再生神经通过,直径较正常神经细。坐骨神经功能指数的检测结果显示PNGF导管复合BMSCs高于单纯PNGF导管组（P＜0.05）,PNGF导管复合BMSCs组神经传导速度恢复率、小腿三头肌湿重恢复率、有髓神经纤维数量和直径均优于单纯PNGF导管组（P＜0.01）,取得与自体神经移植组相似的效果。  结论　PNGF缓释导管复合BMSCs桥接修复大鼠坐骨神经缺损, 能够有效促进神经再生, 效果接近自体神经移植。     

多孔β-磷酸三钙/胶原支架修复兔下颌牙槽骨缺损的实验研究

目的观察自行研发的2种支架材料修复兔下颌牙槽骨临界骨缺损的效果。方法8只新西兰大白兔下颌骨制备10mm×8mm箱状骨缺损,分别植入多孔β-磷酸三钙／胶原与β-磷酸三钙／聚左旋乳酸2种支架材料,分别在4、6、8、12周时各处死2只。采用肉眼观察,锥形束CT与组织切片观察成骨效果与材料降解情况。结果β-磷酸三钙／胶原支架在各时间点成骨效果均好于对照组。在12周时,完全修复骨缺损。结论β-磷酸三钙／胶原支架可以快速、有效修复兔下颌牙槽骨临界骨缺损。     

熔融堆积3D打印CaCO3/PLA负载人脐血间充质干细胞修复兔软骨缺损的研究

目的 观察熔融堆积3D打印碳酸钙(CaCO₃)/聚乳酸(Polylactic acid,PLA)材料负载人脐血间充质干细胞对新西兰大白兔软骨缺损的修复效果及安全性。方法 采用熔融堆积3D打印工艺制备CaCO₃/PLA材料,电镜扫描其微观结构,人脐血间充质干细胞免疫荧光定性检测CD90;建立兔膝关节软骨缺损模型后将24只实验动物兔分为4组,每组6只并分别给予不同处理,对照组给予0.5 mL磷酸盐缓冲液,干细胞组给予0.5 mL细胞悬液(细胞计数约为6.56×10⁶/mL),材料组将3D打印CaCO₃/PLA材料填充于关节软骨缺损处,干细胞+材料组将3D打印CaCO₃/PLA材料与人脐血间充质干细胞共培养后并注射0.5 mL细胞悬液,干预8周后进行组织学苏木素-伊红、番红固绿染色。根据染色结果结合ICRS大体评分、改良Pineda评分评估各组膝关节软骨修复情况。结果 熔融堆积3D打印CaCO₃/PLA材料电镜扫描显示纵横排列整齐,内部为疏松多孔结构,孔道相连续...     

紫杉醇聚乳酸纳米粒的制备

目的制备紫杉醇聚乳酸纳米粒。方法采用乳化溶剂挥发法制备紫杉醇聚乳酸纳米粒,以载药量为主要评价指标,选择氢氧化钠用量、超声强度、卵磷脂用量、二氯甲烷体积为考察因素,采用均匀设计试验优化制备工艺。结果4个因素中,卵磷脂用量对载药量影响最大,其次是氢氧化钠用量和超声强度,而二氯甲烷体积的影响很小。优化工艺制备的紫杉醇聚乳酸纳米粒粒径范围为(32.9±12.3)nm,载药量为8.70%,包封率为99.44%。结论该制备工艺简便稳定,具有应用前景。