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中国组织工程研究
中国康复医学会；《中国组织工程研究与临床康复》杂志社
中国组织工程研究

中国康复医学会；《中国组织工程研究与临床康复》杂志社

王岩

周刊

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中国组织工程研究/Journal Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering ResearchCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>> 《中国组织工程研究与临床康复》（原《中国临床康复》）杂志系卫生部主管，中国康复医学会、《中国组织工程研究与临床康复》杂志社主办的国家级学术期刊。经新出报刊[2006]288号批准，《中国临床康复》更名为《中国组织工程研究与临床康复》，变更后国内统一连续出版物号为CN 21-1539/R，ISSN 1673-8225，国内外公开发行，发行代号8-584，周刊，200页/期，A4开本。 更名后的《中国组织工程研究与临床康复》推出2009年的全新策划,年出版53期,各周刊征稿重点邀您参与,请您评估。
正式出版
收录年代

    不同弹性模量计算机辅助设计和计算机辅助制造桩核材料的应力分析

    徐良伟田锡天陈林高红燕...
    2061-2066页
    查看更多>>摘要：背景:桩核修复是牙体缺损修复的一种常规选择,然而不同桩核材料的修复效果存在差异.目的:利用有限元方法评估不同弹性模量桩核修复模型中桩核与牙根黏结剂部位的应力分布情况.方法:在三维建模软件中构建一个三维根管治疗过的上颌中切牙模型,进行全瓷冠修复,修复中的桩核材料分别使用纳米陶瓷树脂(弹性模量12.8 GPa)、复合树脂(弹性模量16 GPa)、混合陶瓷(弹性模量34.7 GPa)、玻璃陶瓷(弹性模量95 GPa)、钛合金(弹性模量112 GPa)和氧化锆(弹性模量209.3 GPa),将模型约束在皮质骨中,在中切牙牙冠舌侧1/3 处加载与牙体长轴呈45°的100 N集中力,通过最大主应力分析修复模型中桩核、牙本质及桩与牙根黏结剂的应力分布.结果与结论:①当使用弹性模量较高的桩核材料时,修复模型中的桩核应力较集中;当使用弹性模量接近牙本质的桩核材料(纳米陶瓷树脂和复合树脂)时,桩核的应力分布较均匀;无论桩核材料如何,各修复模型中牙本质上的应力分布相似;使用弹性模量更高的桩核时,修复模型中桩与牙根黏结剂处显示出更多的应力集中.②纳米陶瓷树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为31.00,33.21,0.51 MPa,复合树脂模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为36.84,33.14,0.59 MPa,混合陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为64.05,32.83,1.00 MPa,玻璃陶瓷模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为112.30,32.69,1.73 MPa,钛合金模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为120.00,32.17,1.86 MPa,氧化锆模型中桩核、牙根及桩与牙根黏结剂处的最大应力值分别为148.80,31.85,2.28 MPa.③桩核材料的弹性模量越高,进行桩核修复时桩核处的最大应力值越大,桩核材料弹性模量对修复模型中桩与牙根黏结剂处与牙本质的最大应力值无明显影响.

    桩核弹性模量有限元分析计算机辅助设计与制造最大应力值等效应力

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    不同激活剂对富血小板血浆生长因子的影响

    刘建香冯星星王淑霞周蓉...
    2067-2073页
    查看更多>>摘要：背景:生长因子是富血小板血浆在临床治疗中发挥作用的关键效应分子,不同激活剂激活富血小板血浆后生长因子浓度存在差异,是影响临床疗效的重要因素.目的:分析不同激活剂对富血小板血浆中生长因子质量浓度的影响.方法:招募12名健康志愿者,采集EDTA-K2抗凝静脉血,应用二次离心法制备富血小板血浆.比较静脉血与富血小板血浆中生长因子的质量浓度差异.将富血小板血浆分别与4种激活剂(生理盐水、凝血酶、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸钙+凝血酶)按照体积比10∶1混匀,置于37℃恒温水浴箱孵育30 min,离心后提取上清液,检测生长因子质量浓度;利用血琼脂平板检测上清液中的细菌生长情况;采用Pearson相关分析不同激活剂与富血小板血浆中生长因子质量浓度的相关性,血小板计数值与富血小板血浆中生长因子质量浓度的相关性.结果与结论:①富血小板血浆中血小板衍生生长因子BB、血小板衍生生长因子AB、血管内皮生长因子、表皮生长因子的质量浓度分别是静脉血中对应生长因子质量浓度的8.7,22.2,2.3,2.8倍(P<0.05);②与生理盐水组比较,凝血酶组、葡萄糖酸钙组、葡萄糖酸钙+凝血酶组中血小板衍生生长因子BB、血小板衍生生长因子AB、血管内皮生长因子、表皮生长因子质量浓度升高(P<0.05);凝血酶组、葡萄糖酸钙组血小板衍生生长因子BB质量浓度高于葡萄糖酸钙+凝血酶组(P<0.05),凝血酶组血小板衍生生长因子AB质量浓度高于葡萄糖酸钙组、葡萄糖酸钙+凝血酶组(P<0.05),凝血酶组表皮生长因子质量浓度低于葡萄糖酸钙组、葡萄糖酸钙+凝血酶组(P<0.05);③血琼脂平板实验结果显示4组上清液中均无细菌生长;④Pearson相关分析显示,富血小板血浆中血小板衍生生长因子BB质量浓度与凝血酶存在正向强相关性(r=0.683,P<0.05),血管内皮生长因子质量浓度与凝血酶、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸钙+凝血酶激混合剂存在正向强相关性(r=0.730,0.789,0.686,P<0.05);富血小板中血小板计数值与4种生长因子质量浓度均无相关性(P>0.05);⑤结果提示,不同激活剂对富血小板血浆中生长因子浓度产生不同影响,建议临床根据不同生长因子质量浓度和治疗需求选择不同激活剂,以提高临床疗效.

    富血小板血浆凝血酶葡萄糖酸钙血小板衍生生长因子BB血小板衍生生长因子AB血管内皮生长因子表皮生长因子

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    甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶促进腹壁缺损修复

    刘忠钰李文娅范永鸿吕双...
    2074-2082页
    查看更多>>摘要：背景:目前用于填充腹壁缺损部位的合成高分子材料(如聚丙烯或聚酯)不仅缺乏可降解性和生物活性,还难以适应复杂形状伤口需求,因此,找到免疫原性低、组织相容性好的生物活性材料成为腹壁缺损修复研究的热点.目的:制备甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,探讨其在腹壁缺损中的潜在应用价值.方法:①依次用0.25%胰蛋白酶、1%Triton X-100对猪真皮进行脱细胞处理,获得真皮细胞外基质;胃蛋白酶消化真皮细胞外基质,经甲基丙烯酸酐改性后光交联形成甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,扫描电镜观察水凝胶的微观形貌,测试其流变学性能、溶胀性等理化性质;②将L929成纤维细胞接种到甲基丙烯酰化改性的真皮细胞外基质水凝胶中,检测细胞相容性;③将12只SD大鼠随机分为2组(n=6),创建保留腹膜的腹壁缺损模型,聚丙烯组缺损部位填充聚丙烯材料,水凝胶组缺损部位填充甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶,两组创面皮肤均用聚丙烯材料覆盖,观察创面愈合情况并进行组织学分析.结果与结论:①采用酶解法对猪真皮进行脱细胞后具有良好的脱细胞效果,并且原有的糖胺聚糖及胶原蛋白保留较好.扫描电镜下可见甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶为疏松多孔结构,孔径在70-120 µm之间,该水凝胶的溶胀比为(16.88±3.24)%,吸水率为(94.24±1.11)%,流变学性能测试表明该水凝胶状态稳定且具有剪切变稀特点,具备可注射性;②CCK-8检测与Live/Dead染色结果显示,甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶具有良好的细胞相容性;③动物实验结果显示,实验组术后7,10,14 d的皮肤创面愈合率高于对照组(P<0.05);皮肤与肌层组织苏木精-伊红、Masson染色显示,与聚丙烯组比较,水凝胶组术后14 d的皮肤创面上皮化情况、毛囊生成、胶原纤维排列及新生血管情况更好,术后28 d的皮肤创面新生组织结构与正常组织相近,并且瘢痕增生较少,术后28 d时可见少量肌肉组织再生;④结果表明,甲基丙烯酰化改性真皮细胞外基质水凝胶可促进腹壁缺损大鼠的皮肤创面愈合和肌肉组织再生.

    猪真皮真皮细胞外基质甲基丙烯酰化改性水凝胶光固化腹壁缺损皮肤愈合肌肉组织再生

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    有限元分析冠状动脉新型刻痕球囊的安全性及有效性

    曹政郑晓新蒋学俊
    2083-2090页
    查看更多>>摘要：背景:目前临床上使用的冠状动脉介入预扩张球囊主要是传统的高压球囊、乳突球囊等,它们在病变血管中可能会出现滑脱进而擦伤血管的情况.目的:评估新型旋刻球囊在血管扩张中的安全性及有效性.方法:①有限元分析:通过采集相关人体组织数据建立血管三维有限元模型,随后建立乳突球囊植入血管三维有限元模型与旋刻球囊植入血管三维有限元模型,分析不同充气压下球囊扩张时的血管应力、血管位移、球囊应力、球囊位移.②动物实验:将8只新西兰大耳兔随机分成2组,在髂动脉中分别植入乳突球囊与旋刻球囊进行扩张,每组4只.球囊撤出后取材,苏木精-伊红染色与透射电镜观察血管损伤情况.结果与结论:①有限元分析:两种球囊的弹力性质无明显差异,在相同充气压下,乳突球囊组血管应力、血管位移、球囊应力、球囊位移均远远大于旋刻球囊组,并且各指标的均匀性优于旋刻球囊组;随着充气压的增加,乳突球囊组血管应力、血管位移、球囊应力、球囊位移增加幅度远远大于旋刻球囊组.②动物实验:苏木精-伊红染色与透射电镜观察显示,旋刻球囊扩张造成的血管损伤只局限在内膜,而乳突球囊扩张造成的血管损伤比较严重,内膜、中膜损伤严重,部分节段可以看到血肿形成,血管周围的炎性细胞较多,局部可见有巨噬细胞堆积.③结果表明:相较于乳突球囊扩张,旋刻球囊扩张造成血管闭塞以及夹层的风险较小,但有一定出现球囊弯曲的概率.

    冠状动脉粥样硬化预扩张新型扩张球囊血管损伤有限元分析旋刻球囊

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    基于微流控芯片评估富血小板血浆促进子宫内膜细胞的增殖

    闻哲嘉吕芳
    2091-2096页
    查看更多>>摘要：背景:富血小板血浆可促进薄型子宫内膜细胞的增殖,但存在剂量难以控制、取样困难等问题.微流控芯片具有高通量、低消耗、操作简便等优点,为模拟子宫内膜细胞在体微环境提供了新途径.目的:利用三通道微流控芯片构建富血小板血浆促进子宫内膜细胞增殖的研究模型.方法:从1名女性外周静脉血中提取富血小板血浆.采用含不同浓度[0%(对照),0.5%,1%,2%]富血小板血浆的无血清细胞培养基培养人子宫内膜间质细胞,采用划痕实验检测细胞迁移,CCK-8法检测细胞增殖.利用聚二甲基硅氧烷胶制备微流控芯片,该微流控芯片设计有3个通道,中间通道为细胞外基质水凝胶通道,左右两侧分别为人子宫内膜间质细胞及富血小板血浆通道,3个通道之间保存有可以相互沟通以及实现物质交换的面积,实验组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和含0.5%富血小板血浆的无血清培养基,对照组两侧通道分别加入人子宫内膜间质细胞(绿色荧光蛋白GFP标记)和无血清细胞培养基,共培养48 h后,采用Ki67免疫荧光染色观察细胞增殖与迁移.结果与结论:①细胞划痕实验和CCK-8检测结果显示,与对照组相比,0.5%,1%,2%浓度的富血小板血浆可促进人子宫内膜间质细胞的迁移与增殖(P<0.05),并且0.5%浓度富血小板血浆的促进细胞迁移与增殖作用强于其他2个浓度(P<0.05);②Ki67免疫荧光染色结果显示,与对照组相比,实验组人子宫内膜间质细胞的增殖和迁移能力更强;③实验证实通过三通道微流控芯片可以模拟子宫内膜细胞的微环境,同时利用该系统验证了富血小板血浆可显著促进子宫内膜间质细胞的增殖与迁移.

    微流控芯片富血小板血浆子宫内膜间质细胞子宫内膜增殖迁移细胞外基质薄型子宫内膜子宫内膜相关疾病

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    场驱动医疗微机器人:材料制备工艺不断优化的应用前景

    肖文谦韩宏娟杨淏程李波...
    2097-2104页
    查看更多>>摘要：背景:微机器人具有体积小、灵活、靶向性强等特点,可以在狭窄的环境下通过单体或集群的方式完成复杂的工作.随着材料、制备工艺以及驱动方式的不断优化,其在生物医学领域内显示出越来越重要的应用价值.目的:分析场驱动微机器人在生物医学领域的应用并展望其应用前景.方法:以"微机器人,纳米机器人,驱动,生物医学,医疗"为中文关键词,以"microrobots,micro-robots,nanorobots,micromachine,microswimmer,medical"为英文关键词,分别检索万方以及PubMed数据库,检索时间范围重点为2010年1月至2024年1月,同时纳入少数远期文献.通过阅读文题、摘要初步筛选,排除重复性研究、低质量期刊以及与内容不相关的文献,阅读全文后最终纳入66篇文献进行综述.结果与结论:场驱动医疗微机器人涵盖了磁、光、热、超声及多种混合因素驱动机器人.场驱动机器人已被应用于肠道诊断、药物靶向治疗及干细胞治疗等多个领域.尽管医用微机器人在临床医学中已有少数应用,但大多数还处于理论和实验阶段.医用微机器人的未来面临诸多挑战,如实现大规模制备、进一步提升精确控制、解决回收或体内降解问题,以及所用材料是否会对人体产生不良反应等,此外微机器人还需与相应的微创医学手术相配合.

    微机器人场驱动医疗靶向微创研究进展

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    抗菌压电材料:对细菌无选择性杀伤和不产生细菌耐药性

    冯楠李运峰
    2105-2112页
    查看更多>>摘要：背景:压电材料可通过催化作用产生活性氧,通过多种途径来破坏细菌,而且不会导致细菌产生耐药性.这种不依赖抗生素的抗菌方式具有明显的优势,可以对细菌进行无差别的杀伤,为今后的抗菌策略提供了一种新思路.目的:文章主要总结了有关压电材料特性与抗菌机制,并讨论了部分压电材料在抗菌领域的研究现状.方法:在PubMed、Web of Science、中国知网和万方数据库中,以"压电材料,压电催化,活性氧,抗菌,细菌感染,抗感染,耐药性"为中文检索词,以"piezoelectric materials,piezoelectricity,piezoelectric catalysis,piezocatalysis,reactive oxygen species,ROS,bacterial infection,antibacterial strategies,anti-infection,drug resistance,drug-resistant bacteria"为英文检索词.检索时间范围重点为2013年1月至2023年12月,通过阅读文题和摘要进行初步筛选;排除中英文重复性研究及内容不相关的文献,经文献质量评价后,最后纳入68篇文献进行综述.结果与结论:①压电材料是一类性质稳定的环境友好型材料,其大多数具有良好的生物相容性.②压电材料在压电效应过程中可催化产生大量活性氧,活性氧可通过细胞外氧化和细胞内氧化,破坏细菌的细胞膜、胞内蛋白质、酶以及核酸等物质,影响细菌的结构和功能,甚至导致细菌死亡从而实现抗菌.抗菌性能与催化生成活性氧速率相关,而催化速率与材料体系、形貌及外界条件等多种因素相关.③压电催化产生的活性氧对细菌不具备选择性,因此表现出广谱抗菌性,且这种抗菌方式不需要依赖抗菌药物,故不会引起细菌耐药性问题.④结合超声波无创、可控性与穿透性强等优点,未来压电材料作为耐药菌感染的辅助或替代治疗等具有重要价值和巨大潜力.⑤目前压电材料催化效率低下的难题限制了其在抗菌领域的应用,如何提高压电催化效率成为了学者们关注的焦点.

    压电材料纳米材料压电效应压电催化活性氧抗菌治疗抗生素耐药性

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    形状记忆合金在辅助器具和康复设备中的应用

    谭鑫张洪跃赵玉婵秦春...
    2113-2123页
    查看更多>>摘要：背景:随着科技的不断进步,新技术和新方法的引入将为形状记忆合金在辅助和康复领域的应用带来更多的可能性和新的突破.目的:通过综述形状记忆合金在辅助器具和康复设备中的应用现状,讨论它们的主要方法、技术和结果,归纳总结并提出建议,希望形状记忆合金能够不断优化,为辅助和康复设备的发展带来更多新的变革.方法:通过计算机检索万方、PubMed和Web of Science数据库,以"形状记忆合金,应用进展,正畸,矫形,假肢,康复,特性,植入,力学性能,镍钛记忆合金,驱动"为中文检索词,以"Shape memory alloys,Application,Orthodontics,Orthopedic,Prosthetics,Rehabilitation,Properties,Implant,Drive,Progress,Prostheses"为英文检索词,最终纳入91篇文献进行综述.结果与结论:①形状记忆合金具有耐腐蚀性、耐磨性、生物相容性、抗疲劳性和抗扭结性等特性,相比其他传统材料(不锈钢、钛合金、钴铬合金等)具有更低的弹性模量且无生物毒性,适合作为假体长期植入体内.由于其具有形状记忆效应和优异的力学性能,遂主要作为驱动元件或作为连接设备和人体的桥梁应用于假肢、矫形器和康复设备中.②使用形状记忆合金驱动元件能够减轻设备质量、消除噪声、容易操作、便于携带和更好地辅助关节运动等,比起使用气动、液压和电气驱动方法的设备优势明显.③另外形状记忆合金在变形时能够产生恒久、稳定的应力,相比不锈钢、钛合金和铝合金矫形器具有更高的材料回收率且不用频繁更换调整,所以在矫治畸形方面更具实用价值.④目前形状记忆合金在矫形器中应用最多,在镫骨假体中的临床应用效果最好.而由于技术及成本等的限制,形状记忆合金在假肢和康复设备中的应用较少,且缺乏对应用效果的大样本研究.⑤虽然形状记忆合金在辅助和康复领域得到了一定的发展,但仍存在许多问题:对形状记忆合金进行精准控制很难;形状记忆合金的冷却速度慢;无法对其变形速度进行控制;缺乏对不同性状形状记忆合金的对比研究和专家共识;形状记忆合金成本高,价格贵.⑥未来应注意开发新型形状记忆合金,增加对比性研究,采用新技术、新方法(如4D打印等)解决目前存在的问题,从而研发出高性能的辅助器具和康复设备.

    形状记忆合金矫形器康复设备假肢形状记忆效应驱动元件超弹性假体康复训练

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    骨组织工程研究中的二维黑磷材料

    陈家瀚奉超黄晓夏牛明慧...
    2124-2131页
    查看更多>>摘要：背景:黑磷与人体骨有高度的同源性,近年来在骨组织工程领域被广泛研究.自2014年以来,二维黑磷材料因具有优异的理化性能和生物性能备受生物医学领域广泛关注.目的:综述黑磷基纳米材料在骨组织工程中的研究进展,着重介绍了二维黑磷纳米材料的合成方法、成骨特性和在生物材料中的应用.方法:以"黑磷,骨组织工程,骨缺损,骨再生,成骨性;black phosphorus,Bone tissue engineering,Bone defect,Bone Regeneration,Osteogenesis"为关键词,检索2014年1月至2023年12月期间PubMed、中国知网数据库中的相关文献.经过排除和筛选后对96篇文章进行分析.结果与结论:黑磷纳米材料因良好的生物相容性、生物降解性、光热作用、抗菌能力、载药性能和特殊成骨效应在骨组织工程中发挥着重要作用,是促进骨再生的理想候选材料.黑磷纳米材料的制备主要为自上而下的顶层剥离方法,主要原理是通过物理或者化学手段削弱黑磷层间的范德华力,得到单层或者少层的磷烯,即黑磷纳米片或量子点.黑磷基纳米复合材料主要分为水凝胶、3D打印支架、复合材料支架、静电纺丝、仿生骨膜、微球和仿生涂层.纳米黑磷研究在骨组织工程中处于起步阶段,仍面临多个挑战:黑磷在体内的行为以及与各种生物分子的相互作用机制有待进一步研究;黑磷的长期潜在毒性尚不清楚;黑磷的制造过程难以控制.因此,如何开发尺寸均一、安全、可靠、高效的纳米黑磷并转化为临床应用,需要对现代生物医学技术、物理化学技术和精密制造技术进行跨学科研究.

    二维材料黑磷纳米黑磷纳米片骨组织工程骨再生

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    微重力导致骨质疏松的机制

    向德剑梁晓远王胜红陈长顺...
    2132-2140页
    查看更多>>摘要：背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失.现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果.目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力导致骨质疏松发生的机制.方法:在PubMed、Web of Science和Cochrane图书馆数据库检索2000-2023年的相关文献,纳入标准为与微重力导致骨质疏松相关的组织工程研究和基础研究的所有文章,最终对85篇文献进行综述.结果与结论:①在微重力环境下,骨髓间充质干细胞更倾向于向成脂细胞分化,减少向成骨细胞分化,而微重力环境中的造血干细胞则更倾向于分化为破骨细胞,减少向红系分化;同时,微重力抑制成骨细胞增殖和分化、促进成骨细胞凋亡、改变细胞形态及降低成骨细胞矿化能力,显著增加破骨细胞数量和活性并且阻碍成骨细胞向骨细胞分化,促进骨细胞的凋亡.②在微重力环境下,人体会出现骨骼肌萎缩、微血管重塑、骨微循环障碍及内分泌紊乱等组织或系统的变化,这些变化会导致骨骼微环境下机械应力卸载,血液灌注不足以及钙循环紊乱等,对骨质疏松的发生产生了重要的影响.③目前,微重力导致骨质疏松的机制较为复杂,通过更深入的研究这些生理机制对于确保航天员在长期太空任务中的健康至关重要,并为预防和治疗骨质疏松症提供了理论依据.

    微重力成骨细胞骨形成破骨细胞骨吸收骨质流失机械卸载骨稳态增殖分化细胞凋亡

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