生物电效应材料在骨组织工程支架设计中的应用

背景:骨具有生物电效应,然而骨缺损的发生会导致骨骼内源性生物电的缺失。具有生物电效应的骨组织工程支架植入骨缺损处会补足缺失的电信号,加速骨缺损的修复。目的:文章介绍了骨组织的生物电效应,阐述了电刺激对骨缺损的修复作用,总结了生物电效应应用于骨组织工程的研究进展,以期为骨组织工程的研究提供新的思路。方法:以“bioelectrical effect,bioelectrical materials,electrical stimulation,bone tissue engineering,bone scaffold,bone defect,bone repair,osteogenesis”为英文检索词,以“生物电效应,生物电支架,电刺激,骨组织工程,骨支架,骨缺损,骨修复,骨再生”为中文检索词,在中国知网、万方、PubMed、Web of Science和ScienceDirect数据库检索与生物电效应骨组织工程支架相关的文献,最终纳入87篇进行系统归纳、总结和分析。结果与结论:①生物电效应结合体外电刺激设计骨组织工程支架是一种理想可行的方法,主要涉及的材料包括金属材料、石墨烯材料、天然生物衍生材料以及人工合成生物材料;目前运用最广泛的导电材料是石墨烯材料,得益于自身的超强导电性能、大比表面积、同细胞及骨骼的良好生物相容性以及优异的力学性能。②石墨烯材料主要是作为修饰材料引入支架以增强整体支架的电导率,同时其大表面积和丰富的官能团能够促进生物活性物质的装载和释放。③然而生物电效应的骨组织工程支架尚存一些重大挑战需要克服:满足导电性能的同时还需考虑支架的综合性能;缺乏统一、标准化的生物电效应骨组织工程支架的制备方式;体外电刺激干预系统尚不够成熟;缺乏个体化指导支架的选择以实现针对不同病理情况的患者选择并设计最适宜的支架。④研究者们在设计导电支架时,要深入考虑支架的综合效应,譬如生物相容性、力学性能以及生物降解性能等,而此种综合性能可以通过多种材料的复合来实现。⑤除此之外,临床转化应该是导电支架设计的最终考量,在评估出电刺激作用于人体且有利于骨缺损修复的安全电流阈值的基础之上,设计动物实验以及基础实验,然后应用于临床,从而在未来实现生物电效应骨组织工程支架应用于临床的终极目标。     

聚乙烯亚胺在骨组织工程中的研究进展和应用前景

背景：聚乙烯亚胺作为一种阳离子聚合物,目前在医学的诸多领域已得到广泛的研究,凭借自身丰富的胺基基团和阳离子电荷,使其具备易修饰性和静电吸附性,这些特性运用于骨组织工程中,具有潜在的优势与前景。目的：总结目前聚乙烯亚胺在骨组织工程的研究进展,并且对其用于骨组织工程中的应用前景作了讨论与展望。方法：检索2000年1月至2022年3月PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库中相关文献,英文检索词：“polyethyleneimine,bone tissue engineering,bone tissue regeneration,bone tissue repair,regenerative medicine,drug delivery”;中文检索词：“聚乙烯亚胺、骨组织工程、骨组织再生、骨组织修复、再生医学、药物递送”,最终纳入57篇文献进行综述分析。结果与结论：(1)基于基因技术利用聚乙烯亚胺与成骨相关基因形成的复合物是一种高效的基因载体,能够诱导种子细胞表达成骨相关的细胞因子,促进成骨分化;通过与不同基团进行修饰,可以实现在不影响聚乙烯亚胺转染效率的同时尽可能的...     

基于肠-骨轴探讨肠道菌群对骨代谢影响的研究进展

肠道菌群被称为人体第二大基因库,在骨稳态中发挥着极其重要的作用,这也被越来越多的研究所证实。虽然骨重建的自然生理过程与骨吸收的发病机制已经比较清楚,但肠道菌群与骨代谢的关系仍未完全明确。肠-骨轴一词可被用来概括肠道微生物调控骨代谢的途径。根据现有研究,肠道菌群调节骨代谢的机制主要从菌群及营养物质代谢产物、免疫调节、肠粘膜屏障、内分泌调节等几个方面进行论述。笔者旨在通过总结肠道菌群对骨代谢影响的研究进展,为基于肠道菌群治疗部分骨科疾病提供理论参考。     

组织工程治疗股骨头坏死软骨下分离的适用技术

背景：股骨头坏死出现新月征是病情进程的“分水岭”，修复和稳定骨-软骨界面对阻止病情继续进展和预防股骨头塌陷尤为重要。利用组织工程学同步修复、整合骨-软骨界面具有潜在优势。目的：综述探讨解决股骨头坏死软骨下分离的潜在适宜技术。方法：检索1970年1月至2023年4月PubMed、Web of Science及中国知网、万方数据库中发表的相关文献，英文检索词：“Femoral head necrosis,Avascular necrosis of femoral head,Osteonecrosis of femoral head”等，中文检索词：“股骨头坏死，软骨下骨，软骨，软骨与软骨下骨整合”等，最终纳入114篇文献进行综述分析。结果与结论：(1)结构缺陷、缺血缺氧环境、炎症因素和应力集中可能造成股骨头坏死软骨下分离现象，软骨下骨分离会造成塌陷进展，并且可能与保髋手术失败相关，利用组织工程支架实现支架与骨-软骨界面的整合是治疗股骨头坏死软骨下分离的潜在方法之一。(2)目前的文献研究表明，多相、梯度支架和复合材料在促进骨、软骨细胞黏附与增殖，骨软骨基质的沉积方面均有提升，有助于支架与骨-...