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 |
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作者姓名: | 刘晓银 钟 琳 郑 博 魏 攀 代 晨 胡良聪 王甜甜 梁小龙 张 赛 王晓丽 |
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基金项目: | 国家自然科学基金面上项目(81271392),项目名称:亚低温对颅脑创伤高张微环境中移植温敏干细胞的生物力学调控 |
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摘 要: |
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
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收稿时间: | 2019-10-23 |
Diffusion tensor imaging predicting locomotor function recovery with 3D printing scaffold after spinal cord injury |
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Authors: | Liu Xiaoyin Zhong Lin Zheng Bo Wei Pan Dai Chen Hu Liangcong Wang Tiantian Liang Xiaolong Zhang Sai Wang Xiaoli |
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Abstract: | BACKGROUND: Diffusion tensor imaging, as a relatively new method based on MRI, has become an important means of examination and diagnosis in the field of neuroimaging. |
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