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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

    REG增强的脱细胞猪角膜/聚甲基丙烯酸羟乙酯原位一体式全层复合人工角膜

    辛远吴茜茜全亮张亨通...
    3388-3399页
    查看更多>>摘要：背景:目前用于全层移植的人工角膜缺乏生物活性及力学适配性,组合式人工角膜存在镜柱和周围组分间的界面问题.目的:在脱细胞猪角膜原位固化制备具有多肽增强、匹配自然角膜机械强度、良好透光性的一体式全层人工角膜.方法:使用非离子型脱细胞试剂Triton X-100与超声冻融及超级核酸酶相结合的方法制备脱细胞猪角膜,将聚甲基丙烯酸羟乙酯单体与光引发剂同时引入脱细胞猪角膜中,通过紫外滤光片遮住除中心区域以外的部分,使用275 nm紫外光引发中央区域聚合,除去未反应的单体及引发剂后得到中央光学区,同理在后板层固化隔水区,最后引入REG活性多肽,得到原位一体式全层人工角膜,表征人工角膜的物理性能、力学性能、透光性、降解性能及体内外生物相容性.结果与结论:①实验在脱细胞猪角膜的中央区域采用聚甲基丙烯酸羟乙酯原位构建了一个具有聚合物和胶原纤维共存的光学区,扫描电镜下可见人工角膜的上表面较为粗糙且轮廓不规则,具有明显的凹陷和突起结构,下表面相对光滑;该人工角膜具有接近于天然角膜的力学性能,光学区透光率达到自然角膜的80%,浸泡于含胶原酶的PBS无菌溶液中可较好地保留固化光学区和隔水区,维持角膜的基本结构;该人工角膜具有良好的细胞相容性,能够为细胞提供适宜的黏附生长环境,有利于角膜上皮细胞的迁移和黏附,促进血管内皮细胞的生长和新生血管的形成,促进上皮化过程;人工角膜植入SD大鼠皮下12周后具有良好的生物相容性和安全性,可降低植入初期的急性炎症反应;②结果表明,实验制备的一体式全层人工角膜具有作为全层人工角膜支架材料的潜力.

    人工角膜脱细胞猪角膜紫外光固化甲基丙烯酸羟乙酯组织工程REG多肽

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    聚集诱导发光纳米探针在前列腺癌光热诊疗中的应用

    桂斌姜楠黄鑫钟方璐...
    3400-3409页
    查看更多>>摘要：背景:基于"分子内运动受限"这一机制构筑的新型聚集诱导发光荧光探针可用于疾病标志物的检测、肿瘤诊断、细菌成像识别等多个方面.目的:构建基于聚集诱导发光的近红外二区纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,探讨其用于前列腺癌靶向近红外二区荧光成像及光热治疗的潜能.方法:以卵磷脂、聚乙二醇磷脂、叶酸-聚乙二醇磷脂、聚集诱导发光分子2TT-oC26B为原料,采用纳米沉淀法合成叶酸靶向纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs,对其进行基本表征.选取PC3人前列腺癌细胞、人脐静脉内皮细胞为实验对象,检测纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性与光照毒性;选取PC3人前列腺癌细胞为实验对象,采用流式细胞术和钙黄绿素/碘化丙啶染色法检测该纳米探针的光热治疗效果.选取BALB/C裸鼠腹部皮下注射PC3人前列腺癌细胞建立肿瘤模型,尾静脉注射纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs后立即对小鼠进行近红外二区荧光成像,12 h后激光照射肿瘤5 min,14 d内观察光热治疗效果.结果与结论:①纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs呈球形,平均粒径(171.0±0.3)nm,具有广谱光吸收能力和延伸至近红外二区的尾部发射,在激光辐照下可发出明亮的近红外二区荧光信号;②纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs的细胞毒性低、光毒性高;流式细胞术及钙黄绿素/碘化丙啶染色法显示,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs对PC3人前列腺癌细胞具有明显的光热杀伤效果;③纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs成功实现了对活体小鼠血管的近红外二区荧光成像,并确认了在肿瘤部位的最大富集时间为12 h,估算后肢腿部及腹部单根血管的血管宽度分别为0.63 mm和0.42 mm,治疗后14 d小鼠肿瘤体积明显减小;④结果表明,纳米探针FA-DSPE-PEG-AIE@NPs能有效实现前列腺癌的近红外二区荧光成像及光热治疗,有望为前列腺癌的早期诊断及联合治疗提供新手段.

    前列腺癌聚集诱导发光纳米探针近红外二区荧光成像光热治疗诊疗一体化

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    双模态成像仿生纳米粒对甲状腺髓样癌的声动力治疗

    朱炜薇凡正超胥莹夏纪筑...
    3410-3419页
    查看更多>>摘要：背景:声动力疗法作为一种新型抗肿瘤治疗手段具有非侵入性和时空可控性的特点,在甲状腺髓样癌无创性治疗中具有广阔的应用前景.目的:制备具有双模态成像能力的仿生癌细胞膜涂层脂质纳米粒,检测纳米粒的理化性质、靶向能力、成像效果、细胞毒性和抗迁移能力.方法:以二棕榈酰磷脂酰胆碱、二棕榈酰磷脂酰甘油、二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000、胆固醇、血卟啉单甲醚、全氟己烷为原料,通过薄膜水合-超声振荡法制备脂质纳米粒HP@LNP,其中血卟啉单甲醚装载于脂质纳米结构的疏水层,全氟己烷装载于脂质纳米结构的亲水核心层内;将甲状腺髓样癌细胞膜包覆于脂质纳米粒HP@LNP表面,构建具有主动靶向甲状腺髓样癌细胞能力的仿生脂质纳米粒MHP@LNP.表征纳米粒MHP@LNP的理化性质、靶向能力、免疫逃逸能力、成像效果、细胞毒性和抗迁移能力.结果与结论:①脂质纳米粒MHP@LNP呈现典型的核壳结构,粒径为131.06 nm,平均电位为-30.59 mV,凝胶电泳结果显示脂质纳米粒MHP@LNP与癌细胞膜蛋白图谱相符合,荧光共定位结果显示脂质纳米粒MHP@LNP与癌细胞膜的荧光信号显著重合.脂质纳米粒MHP@LNP纳米粒内血卟啉单甲醚的包封率为87.8%,载药率为14.6%.在低强度聚焦超声刺激下,脂质纳米粒MHP@LNP可发生相变产生微泡,在4 min时超声信号强度达到最大值.在激光照射下,脂质纳米粒MHP@LNP的光声信号强度与其质量浓度呈现线性相关.脂质纳米粒MHP@LNP具有同源细胞靶向能力和免疫逃逸能力.未经低强度聚焦超声照射前的脂质纳米粒MHP@LNP具有良好的生物相容性,而经低强度聚焦超声照射后产生具有细胞毒性的活性氧,有效杀伤甲状腺髓样癌细胞,并抑制甲状腺髓样癌细胞的迁移能力.②结果表明,脂质纳米粒MHP@LNP能够在超声和光声双模态成像引导下实现声动力治疗,用于治疗甲状腺髓样癌.

    脂质纳米粒声动力疗法低强度聚焦超声声敏剂活性氧癌细胞膜同源靶向纳米医学光声成像双模态成像

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    抗纤维化与促"H"型血管核壳结构生物支架修复临界骨缺损

    李永航李文铭严才平王星宽...
    3420-3431页
    查看更多>>摘要：背景:在骨组织愈合过程中,促进新生骨的血管化是加速骨组织修复的常用策略,然而骨缺损修复过程中过快的纤维化进程常常被忽略.目的:设计并制备一种具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,表征其物理学特征,验证其体内外抗纤维化与促成骨性能.方法:制备具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,外层壳结构由聚己内酯静电纺丝纳米纤维负载成纤维细胞活化蛋白抑制剂组成,内层核结构由甲基丙烯酸酐明胶水凝胶负载去铁胺组成,表征静电纺丝和水凝胶的物理学特征,利用活死染色与CCK-8实验验证材料的生物相容性.通过成纤维细胞体外实验分析支架壳结构的抗纤维化作用,通过MC3T3-E1细胞体外实验分析支架壳结构中成纤维细胞活化蛋白抑制剂的促成骨作用,通过人脐静脉内皮细胞分析支架核结构中去铁胺的促血管形成作用.通过大鼠临界骨缺损实验评估核壳结构仿生支架的骨修复作用.结果与结论:①核壳结构仿生支架具有良好的生物相容性,静电纺丝技术制备的聚己内酯电纺纤维具有疏水性,在物理层面上有效阻隔外源性纤维组织长入,电纺纤维膜在2周内可有效释放抗纤维化药物成纤维细胞活化蛋白抑制剂,释放的抗纤维化药物可以抑制骨缺损周围成纤维细胞的生长、黏附,有效降低成纤维相关蛋白的表达,同时可促进MC3T3-E1细胞成骨蛋白的表达,加快其矿化速度;支架核结构中的去铁胺可促进人脐静脉内皮细胞的迁移、成管能力,并促进其强烈表达"H"血管特征性蛋白.②在SD大鼠的股骨制造临界骨缺损模型中,相较于聚己内酯膜,核壳结构仿生支架实现了骨缺损的有效修复.③结果表明,核壳结构仿生支架在预防骨痂过度纤维化的同时促进新生骨痂内"H"血管形成,能有效避免骨不连的发生,加速临界骨缺损修复进程.

    临界骨缺损核壳结构仿生支架静电纺丝聚己内酯水凝胶抗纤维化"H"型血管

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    3D打印中空管道双交联水凝胶组织工程支架

    王仁智陈远汾李金玮
    3432-3439页
    查看更多>>摘要：背景:在培养对结构、氧需求度较高的细胞时,需要构建一个具有中空管道结构的立体生物支架来保证细胞得到足够的营养与氧气.近年来,具有中空管道结构的水凝胶组织工程支架受到广泛关注.目的:以海藻酸钠为基础的生物支架材料结合同轴打印技术制备具有中空管道结构的组织工程支架,通过灌注方式接种细胞验证其生物相容性.方法:制备海藻酸钠-丙烯酰胺混合打印溶液,控制同轴打印过程中的内外层打印速度、海藻酸钠浓度、接收皿中氯化钙浓度等参数实现打印具有中空管道组织工程支架——海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶,表征支架的微观形貌与弹性模量;将小鼠成纤维细胞灌注至组织工程支架中空管道内,利用活死细胞染色观察支架的细胞相容性.结果与结论:①通过探究打印过程中的打印参数,当内层打印速度不变时,中空管道的外径随着外层打印溶液的流速提升而提升,内径有略微提升;当外层打印溶液流速不变、内层溶液流速提升时,中空管道支架的外径基本不变,内径有明显提升;②实验结果显示海藻酸钠的最佳浓度为2.5%,过高的浓度不利于多层结构层与层之间的融合,过低的浓度制备出的水凝胶机械性能不足;③海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶的弹性模量较高,普遍高于200 kPa,并且随着氯化钙浓度的提升而增大,在内层氯化钙浓度为2%、接收皿氯化钙浓度为0.3%时双交联水凝胶的弹性模量达到最大值(375 kPa);④组织工程支架灌注细胞体外培养后的活死细胞染色显示,细胞沿着中空管道轴向分布且具有较高的存活率,但细胞浓度小于灌注时的细胞浓度;⑤结果表明,海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶具有较强的机械性能与良好的生物相容性,可应用在构建具有中空管道的组织工程支架中,并且"先制备支架、后接种细胞"的方式也避免了传统"细胞与打印溶液混合再进行制备"方式对支架材料及加工方式的限制.

    同轴打印组织工程双交联水凝胶海藻酸钠丙烯酰胺离子交联支架

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    新型混编支架的制备与径向支撑力学行为

    薛广明木合塔尔·克力木李洪
    3440-3448页
    查看更多>>摘要：背景:编织支架因良好的柔顺性被广泛应用于狭窄动脉的治疗,但在提供足够的径向支撑性能方面存在明显局限.目的:针对单一材料制成的编织支架存在径向支撑力不足的问题,采用不同力学参数的生物可降解材料混合编织支架,探究影响混编支架径向力学性能的影响因素.方法:在镁合金支架中引入铁合金纱线,采用有限元分析法对不同编织参数的混编支架进行参数化分析,通过与0.18 mm直径镁合金纱线制备的普通支架进行对比,评估其径向支撑力、径向回弹率和扩张不均匀性.结果与结论:①当铁合金纱线直径为0.18 mm和0.14 mm时,随着铁合金纱线数量的增多,混编支架的径向支撑力增加;此时,尽管直径0.14 mm铁合金纱线提供的径向支撑力小于同数量的0.18 mm铁合金纱线,但增加细铁合金纱线的数量可以达到与较粗铁合金纱线混编支架相媲美的径向支撑力.当铁合金纱丝直径为0.10 mm时,随着铁合金纱线数量的增加,混编支架的径向支撑力降低.②增大编织角度,混编支架的径向支撑力降低,但其径向回弹率和狗骨率得到了改善.通过降低编织角可以改善小直径铁合金纱线造成的支架径向支撑力不足.③结果显示,在镁合金支架中引入铁合金纱线,可以实现在不增加纱线直径的情况下精确地调整支架的径向力学性能,这不仅克服了单一材料支架的局限性,也为多材料支架的设计提供了新思路.

    编织支架生物可降解材料镁合金铁合金支架结构径向支撑性能狗骨率有限元分析

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    基于三周期极小曲面晶胞梯度支架的设计及力学性能

    朱文博张旭婧许燕石欣桐...
    3449-3457页
    查看更多>>摘要：背景:现阶段骨软骨一体化支架的弹性模量与天然骨软骨相差较大,植入人体后会引起应力遮蔽现象,从而导致植入物松动变形,影响骨软骨组织修复.轴向三周期极小曲面晶胞梯度支架可与人体骨软骨组织孔隙率及弹性模量相匹配,为骨软骨支架设计提供一种新的思路.目的:研究不同晶胞种类和孔径结构对晶胞梯度支架力学性能的影响.方法:使用Gyroid(G)型、Diamond(D)型Primitive(P)型3种基础晶胞,通过三周期极小曲面数学建模,在梯度区域使用不同尺寸、不同种类晶胞,共计构建6种晶胞梯度支架(G-2P-4D、P-2D-4G、D-2P-4D、G-2D-4P、P-2G-4D、D-2G-4P),进行力学实验及仿真模拟实验,评估支架的力学性能,通过计算流体动力学仿真得到了支架内流体的流动性能参数.结果与结论:有限元力学仿真和轴向压缩实验表明,P-2G-4D型与P-2D-4G型梯度支架的弹性模量相较高,分别为148.67 MPa和152.1 MPa,能够承受较高的轴向载荷,提高植入物的力学稳态;D-2P-4G型梯度支架应力分布最为均匀,可有效减少应力集中,使得连接函数区域均能够有效传递应力,减少应力遮蔽;G-2D-4P型梯度支架流动速率变化最小,为0.10-0.48 mm/s,渗透率较高,有利于植入后体液在支架内部流动.基于三周期极小曲面的晶胞梯度支架设计为骨软骨支架设计提供了新思路,仿真分析结果也为支架植入人体后的骨整合预测提供了参考.

    三周期极小曲面晶胞梯度连接函数骨软骨支架力学性能流体性能

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    骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异

    赵越许燕周建平张旭婧...
    3458-3468页
    查看更多>>摘要：背景:多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用,其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点.目的:综述传统支架(规则、均匀的支架)和仿生支架(不规则、不均匀的支架)在骨组织工程研究领域的应用.方法:检索中国知网(CNKI)、维普、万方、Web of Science、Science Direct、PubMed、EI等数据库,选取2008年1月至2024年3月发表的文献,中文检索词为"骨组织工程,仿生支架,骨小梁,传统支架,骨修复,三周期极小曲面",英文检索词为"bone tissue engineering,bionic scaffolds,bone trabeculae,traditional scaffolds,bone repair,TPMS".最终纳入81篇文献进行综述.结果与结论:骨支架的结构设计是实现骨修复和骨再生的关键,骨组织工程中的支架技术已取得显著进展.传统的规则多孔支架因简单的制造流程和良好的机械性能被广泛应用,然而这类支架往往缺乏生物活性,难以模拟自然骨组织的复杂微环境,限制了其在促进细胞增殖和骨再生方面的能力.相反,仿生支架通过模拟自然骨组织的结构特征,提供了更适宜的生理微环境,促进了成骨细胞的增殖、分化及新骨的形成,为骨缺损有效治疗提供了新的思路.尽管仿生支架在理论上具有巨大的潜力,但在实际应用中仍面临诸多挑战,支架的生物相容性、生物活性及长期稳定性等因素仍需通过临床试验进行进一步验证.

    骨组织工程仿生支架骨小梁传统支架骨修复三周期极小曲面拓扑优化结构设计单胞阵列

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    光响应纳米材料在骨组织再生中的应用

    冯淑琦张诗咏姚珂奕唐渝菲...
    3469-3475页
    查看更多>>摘要：背景:光响应纳米材料兼具纳米材料的优点以及光响应的独特优势,在组织再生、生物成像、疾病诊断、药物递送和靶向治疗等生物医学领域广泛应用,是目前功能材料领域的研究热点.目的:综述光响应纳米材料及其在骨组织再生中的应用优势和研究进展.方法:应用计算机检索中国知网和PubMed数据库,主要的英文检索词为"light-responsive,photoresponsive,nanomaterials,bone defect,bone regeneration,osteogenesis,osseointegration",主要的中文检索词为"光响应,纳米材料,骨缺损,骨再生,骨结合",根据纳入和排除标准筛选相关文献,最终纳入59篇文献进行综述.结果与结论:光响应纳米材料的表面形貌可通过直接调节成骨细胞及间接调节免疫相关细胞的基因表达及生物学行为来促进骨组织再生.光响应纳米材料可利用光热抗菌、光动力抗菌促进感染性骨缺损的修复.光响应纳米材料产生的温和光热刺激可通过上调成骨相关基因、蛋白质的表达及功能性成骨来有效增强成骨作用.光响应纳米材料在光照下可产生电子,进而通过调节细胞局部电位变化达到无创促进骨组织再生的目的.基于光响应纳米材料的药物释放系统可在特定光源照射下发生结构变化,以促进药物释放,为骨组织再生提供靶向治疗策略.

    光响应纳米材料骨缺损骨再生骨结合综述

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    金属有机骨架材料光热/光动力联合治疗的策略及进展

    陈小瑄裴锡波盖阔万乾炳...
    3476-3485页
    查看更多>>摘要：背景:金属有机骨架(metal-organic frameworks,MOFs)是一种由金属节点和有机配体组成的新型多孔材料.部分MOFs自身即具备光热转化能力或光动力效应,亦可作为载体负载光热剂或光敏剂,在激光诱导下产生活性氧或升高温度发挥光疗作用,被广泛应用于抗菌及抗肿瘤等生物医学领域.当MOFs同时具有这两种光疗作用时,可发挥协同治疗的效应,以弥补单独使用一种光疗方法的不足.目的:按照不同的结构总结目前提出的MOFs光热/光动力联合治疗策略,以期为联合治疗材料MOFs的结构设计、功能负载及临床应用场景提供新的思路.方法:以"金属有机骨架/金属有机框架,光动力治疗,光热治疗"为中文检索词,"Metal-organic frameworks,photodynamic therapy,photothermal therapy,phototherapy"为英文检索词,检索了PubMed、Web of Science、ScienceDirect、中国知网和万方数据库的文献,最终纳入76篇进行综述分析.结果与结论:①光热/光动力联合治疗可发挥相互增强的协同作用.②现有光热/光动力联合治疗策略主要包括了改性MOFs骨架赋予其光热、光动力效应,将光疗剂封装于MOFs,光疗剂与MOFs形成核壳结构,光疗剂在MOFs内原位还原,将光疗剂附着于MOFs表面以及热解MOFs以形成MOFs衍生的碳材料等其他特殊改性方法.③要构建特定的光疗MOFs结构,必须综合考虑光疗剂和MOFs的种类、尺寸、结合方式,选择不同的合成策略.封装结构合成过程简单,但仅适用于小粒径光疗剂;核壳结构稳定,但合成过程繁复;原位还原对光疗剂尺寸无特殊限制,但难以精确控制光疗剂在MOFs内部的生长;表面附着结构的合成步骤简便,但不能避免光疗剂提前聚集猝灭;热解MOFs合成条件要求高,且只有特定的MOFs才能实现.④现有的光热/光动力联合治疗策略主要被应用于抗菌、抗肿瘤治疗并表现出优异性能,具体的应用领域与光疗剂和MOFs自身的性质有关,还有部分用于类风湿性关节炎、抗凝溶栓治疗,其潜在应用场景十分广阔.⑤光热剂和光敏剂的临床转化目前仍处于起步阶段,其面临的关键挑战包括生物安全性评估激光照射参数的优化以及高效大规模合成方法的开发.

    金属有机骨架光热治疗光动力治疗联合疗法抗菌抗肿瘤核壳结构封装原位还原

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