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磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒影响骨髓间充质干细胞的成骨分化

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4841-4850页

作者：陈品叡薛轶元裴锡波四川大学华西口腔医院口腔医学+前沿医学创新中心四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院华西院区修复科四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院锦江门诊修复科四川省成都市610041

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架... 详细信息

背景:骨髓间充质干细胞在组织工程和骨再生中具有重要作用,然而如何促进骨髓间充质干细胞的成骨分化仍然是一个挑战。目的:探讨磁刺激下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响。方法:采用水热法合成沸石咪唑酯骨架(ZIF-8),采用一锅法合成具有磁性的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入2.5,5,10,20μg的Fe_(3)O_(4)),通过扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、振动样品磁强计检测等对Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒进行表征,筛选出合适的材料进行后续实验。提取4周龄SD大鼠骨髓间充质干细胞,分别与不同质量浓度(25,50,75,100,125μg/mL)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒溶液共培养,CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的材料溶液质量浓度;筛选出材料溶液质量浓度后,施加磁刺激(磁场强度分别为0,50,100,150 MT),CCK-8法检测细胞增殖,筛选出最佳的磁场强度与Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒,用于骨髓间充质干细胞诱导分化实验。将SD大鼠骨髓间充质干细胞分别与ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8、Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)纳米颗粒溶液共培养,以单独培养的细胞为空白对照,成脂诱导后进行油红O染色,成骨诱导后进行碱性磷酸酶、茜素红染色与Runx2蛋白质量浓度检测。结果与结论:(1)扫描电镜下可见Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒呈现十二面体结构,随着材料中Fe_(3)O_(4)含量的增加,纳米颗粒的粒径增大,选择粒径约250 nm(该粒径下的纳米颗粒功能性及生物安全性较稳定)的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中分别加入5,10μg的Fe_(3)O_(4))进行后续实验。(2)CCK-8检测结果显示,在100MT磁场作用下,50μg/mL的Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒(材料制备中加入10μg的Fe_(3)O_(4))能够显著促进骨髓间充质干细胞的增殖,选择该条件下的纳米颗粒进行骨髓间充质干细胞成骨诱导分化实验。(3)成骨诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的碱性磷酸酶活性、细胞外基质矿化程度与Runx2蛋白质量浓度均高于其他3组(P<0.05);成脂诱导后,Fe_(3)O_(4)@ZIF-8(磁场干预)组骨髓间充质干细胞的脂滴形成少于其他3组(P<0.05)。(4)结果表明,在特定的磁场条件下Fe_(3)O_(4)@ZIF-8纳米颗粒可以促进骨髓间充质干细胞的成骨分化。

关键词： Fe_(3)O_(4)@ZIF-8 磁性纳米颗粒磁刺激骨髓间充质干细胞成骨分化

金属有机骨架材料光热/光动力联合治疗的策略及进展

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3476-3485页

作者：陈小瑄裴锡波盖阔万乾炳口腔疾病防治全国重点实验室国家口腔医学中心国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医学院修复科四川省成都市610041

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... 详细信息

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。

关键词：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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基于GPU的三维场景环境遮挡设计与实现

基于GPU的三维场景环境遮挡设计与实现

作者：裴锡波电子科技大学

学位级别：硕士

在现实世界的阴天环境下,可以观察到周围物体的狭小区域会比更开阔区域更暗。这是周围物体相互之间对环境光照产生了遮挡的效果。这种效果被称为环境遮挡。从环境遮挡的理论分析出发,研究环境遮挡算法的实现方式。为了提高环境遮挡算法... 详细信息

在现实世界的阴天环境下,可以观察到周围物体的狭小区域会比更开阔区域更暗。这是周围物体相互之间对环境光照产生了遮挡的效果。这种效果被称为环境遮挡。从环境遮挡的理论分析出发,研究环境遮挡算法的实现方式。为了提高环境遮挡算法的渲染效率,专门研究了屏幕空间环境遮挡系列算法。考虑到环境遮挡相关公式的实际意义,分析目前屏幕空间算法的不足之处。并结合现实中环境遮挡的影响因子和效果,进一步尝试改进现有屏幕空间环境遮挡算法的不足。本文的工作目的就是研究现有屏幕空间环境遮挡算法的实现过程,分析其各个影响因子,结合对现实场景环境遮挡效果的分析,提出一种改善的基于GPU的屏幕空间环境遮挡算法积分方式。以三个阶段的形式展开研究工作,完成本文的研究。阶段一主要是研究现有屏幕空间环境遮挡算法的实现过程;阶段二主要是分析现有屏幕空间环境遮挡算法的影响因子,分析各个影响因子的作用和对最终渲染效果的影响方式;阶段三主要是结合各个影响因子的影响方式,分析现有屏幕空间环境遮挡的不足之处,并结合实际场景环境中环境遮挡的影响因子的分析结果,提出一种混合两种类型影响因子的环境遮挡积分新方式。为了方便分析环境遮挡因子对渲染效果的实际影响作用,开发了一个可以实时渲染环境遮挡效果的应用程序。使用该应用程序,可以实时调节环境遮挡算法中的影响因子值。通过观察影响因子的值,可以方便地分析该影响因子与屏幕空间环境遮挡算法之间的实际作用关系,方便进一步提出符合实际真实场景环境遮挡效果的算法影响因子。研究的成果主要是两个方面:一是实现了一个可以实时渲染基于GPU的屏幕空间环境遮挡算法效果的应用程序。该应用程序可以实时调节环境遮挡影响因子,便于分析环境遮挡算法。二是在研究分析已有屏幕空间环境遮挡算法的基础之上,结合对实际场景环境遮挡影响因子的分析,提出一种混合的环境遮挡积分方式。并将提出的环境遮挡积分方式融入到应用程序中。使用应用程序实时调节其影响因子。分析提出的积分方式中各个影响因子对实际环境遮挡渲染效果的影响。通过使用应用程序对环境遮挡算法影响因子的实时调节,进行分析来看,积分方式不光会影响环境遮挡渲染质量,而且还决定了积分关键点的采样方式。而采样方式直接决定了屏幕空间环境遮挡算法的运行效率。通过采用新的积分方式,提高了屏幕空间环境遮挡算法积分的准确性,采用环形方式采样环境遮挡积分关键点,可以更加分散地获得采样点。从实现的渲染效果对比可以看出,新提出的方式可以得到较好的渲染质量。

关键词： GPU 屏幕空间环境遮挡采样着色语言屏幕缓存环形采样方式

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糖尿病患者的牙种植体周围炎

中国组织工程研究 2019年第34期23卷 5558-5564页

作者：吴家馨裴锡波四川大学华西口腔医学院四川省成都市610041 四川大学华西口腔医院四川省成都市610041

背景:糖尿病是种植体周围炎的相关危险因素,但其影响机制尚无定论。已有的临床研究认为其对种植体周围炎的发展有促进作用。因此,糖尿病患者种植体周围炎相关机制和治疗成为目前重要的研究方向。目的:总结糖尿病对种植体周围炎的影响机... 详细信息

背景:糖尿病是种植体周围炎的相关危险因素,但其影响机制尚无定论。已有的临床研究认为其对种植体周围炎的发展有促进作用。因此,糖尿病患者种植体周围炎相关机制和治疗成为目前重要的研究方向。目的:总结糖尿病对种植体周围炎的影响机制及糖尿病患者种植体周围炎在早期预测和治疗等方面的最新进展。方法:第一作者以“peri-implantitis,diabetes melltius or diabetes or DM,implant,osteointegration,implant modification”为英文检索词,以“种植体周围炎、糖尿病、种植体、骨整合、种植体表面改性”为中文检索词,应用计算机检索PubMed、维普、万方、知网数据库中1985年1月至2019年4月已发表的相关文献,通过筛选、归纳与总结,最终纳入70篇相关文献进行综述。结果与结论:目前对于糖尿病患者种植体周围炎的发病机制研究并不透彻,多数认为糖尿病对种植体表面细菌生物膜和机体免疫-炎症系统的影响可能是糖尿病患者种植体周围炎发病率较高的内在原因。糖尿病患者种植体周围炎的治疗及早期预测仍无确切方案,但多种研究均已获得了良好的临床效果。在原有的种植体周围炎治疗基础上配合糖尿病患者血糖的控制,以及利用糖尿病特征性的微观表现对种植体周围炎进行早期诊断和临床发展预测是未来有意义的研究方向。

关键词：种植体周围炎糖尿病骨整合炎症种植体改性种植体周围炎的微观诊断晚期糖基化终产物血糖控制

酶响应性纳米粒子治疗肿瘤:纳米粒子积累和药物释放的优势

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中国组织工程研究 2021年第16期25卷 2562-2568页

作者：干洲杰裴锡波四川大学华西口腔医院修复Ⅰ科四川省成都市610041

背景:基于纳米药物递送系统在肿瘤中增强的渗漏与滞留效应,以设计对刺激产生响应的抗肿瘤药物递送载体是最近肿瘤治疗策略发展的一大方向。酶响应性纳米递送系统是其中重要的组成部分,以肿瘤特异性高表达的酶作为精准靶向目标,大幅提高... 详细信息

背景:基于纳米药物递送系统在肿瘤中增强的渗漏与滞留效应,以设计对刺激产生响应的抗肿瘤药物递送载体是最近肿瘤治疗策略发展的一大方向。酶响应性纳米递送系统是其中重要的组成部分,以肿瘤特异性高表达的酶作为精准靶向目标,大幅提高靶向性能。目的:总结近年来肿瘤治疗研究中酶响应性纳米粒子的设计思路、靶向效率及抗肿瘤效果。方法:检索PubMed、Web of Science、CNKI数据库、万方数据库等收录的与肿瘤治疗相关的酶响应性纳米粒子文章,英文检索词为"nanoparticles;neoplasms;enzymes;drug carriers;responsive",中文检索词为"纳米粒子;肿瘤;酶;药物载体;响应"。根据纳入与排除标准对所有文章进行初筛后,保留相关性较高的文章进行综述。结果与结论:目前的酶响应性纳米粒子可分为释药型和功能型2个基本类型,每种类型又进一步分为若干小类,不同的设计类型可以针对不同的肿瘤及其微环境特点。其中,释药型酶响应性纳米粒子主要专注于利用酶响应实现药物在肿瘤内的特定位点控释,功能型酶响应性纳米粒子则注重提高纳米粒子对肿瘤的靶向效率及在肿瘤中的积累,两者均因特异性的酶响应而实现药物在肿瘤内的特异性释放,从而降低全身毒性,提高抗肿瘤效果。根据目前的研究趋势,未来酶响应性将作为多重响应性纳米粒子抗肿瘤药物设计的一部分逐渐发展,同时将会发现更多肿瘤特异性酶及响应机制,以应对复杂的肿瘤类型及其微环境。

关键词：材料纳米粒子肿瘤酶药物载体药物递送系统肿瘤微环境响应靶向综述

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抗氧化水凝胶材料在骨组织工程中的应用

实用口腔医学杂志 2022年第6期38卷 805-809页

作者：王旭吴楠(综述) 裴锡波(审校) 口腔疾病研究国家重点实验室国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院修复科成都610041

生理状态下活性氧在机体内发挥着重要的作用,但活性氧的过度积累会导致炎症状态,进而引起牙周炎、骨关节炎等多种疾病。水凝胶是一种具有3D交联网络的新型功能高分子材料,因其可调的机械强度、形态的可塑性、良好的生物相容性以及通用... 详细信息

生理状态下活性氧在机体内发挥着重要的作用,但活性氧的过度积累会导致炎症状态,进而引起牙周炎、骨关节炎等多种疾病。水凝胶是一种具有3D交联网络的新型功能高分子材料,因其可调的机械强度、形态的可塑性、良好的生物相容性以及通用的设计性,在促进骨再生领域已得到了广泛的应用。本文从发挥效用的不同抗氧化剂出发,系统回顾了基于清除活性氧的抗氧化水凝胶材料在骨组织工程中的应用的最新进展。

关键词：活性氧 ROS清除水凝胶骨再生组织工程

单细胞纳米包裹技术的应用:单个细胞催化、细胞保护与治疗

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中国组织工程研究 2019年第2期23卷 278-283页

作者：谢雯佳王剑裴锡波四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610000

背景:单细胞纳米包裹技术是用极薄(<100nm)纳米膜包裹单个细胞的一项新技术。被纳米包裹的细胞已被广泛应用于医学生物学研究等各个领域。目的:综述单细胞纳米包裹技术的最新研究进展及应用,展望该技术未来的发展方向。方法:利用计算机... 详细信息

背景:单细胞纳米包裹技术是用极薄(<100nm)纳米膜包裹单个细胞的一项新技术。被纳米包裹的细胞已被广泛应用于医学生物学研究等各个领域。目的:综述单细胞纳米包裹技术的最新研究进展及应用,展望该技术未来的发展方向。方法:利用计算机在PubMed、CNKI、万方数据库中进行相关文献检索,中英文检索关键词为"single cell,nano-coating,nano-encapsulation,cell-in-shellstructure;单个细胞,纳米覆盖,纳米包裹",最终纳入52篇文献进行综述。结果与结论:多聚电解质的层层自组装技术具有过程简单、可调节,能形成性质多样的纳米膜等特征,已成为最广泛应用于合成单细胞外有机纳米膜的技术。应用多酚类物质的广泛黏附性及某些有机物能在细胞外自聚集的特性,也可形成性能较好的有机纳米包裹。除此之外,利用仿生矿化技术及利用某些无机物能直接在细胞表面结晶的性质,可在细胞表面形成无机纳米包裹。被纳米包裹的细胞已被广泛应用于单个细胞催化、细胞治疗、细胞保护、细胞生物学研究等各个领域。在未来的研究中,被包裹细胞的用途将更多地指导纳米膜材料的选择。

关键词：单个细胞细胞包裹纳米膜纳米包裹纳米覆盖层层自组装技术生物材料纳米结构综述组织工程

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不对称伤口敷料的研究进展与生物应用

中国组织工程研究 2023年第3期27卷 434-440页

作者：周洁裴锡波万乾炳四川大学华西口腔医院修复科四川省成都市610000

背景:使用伤口敷料对清创后的伤口进行保护已是许多学者的共识,但目前仍缺乏能模拟皮肤结构的理想多功能敷料。不对称伤口敷料能尽可能模拟天然皮肤结构,具有抗感染、促伤口渗出液排出等功能,有较大的潜力成为理想的伤口敷料。目的:总... 详细信息

背景:使用伤口敷料对清创后的伤口进行保护已是许多学者的共识,但目前仍缺乏能模拟皮肤结构的理想多功能敷料。不对称伤口敷料能尽可能模拟天然皮肤结构,具有抗感染、促伤口渗出液排出等功能,有较大的潜力成为理想的伤口敷料。目的:总结不对称敷料的最新研究进展及生物应用。方法:利用计算机在PubMed、Web of Science、中国知网、万方数据库中进行文献检索,英文检索关键词为“asymmetric dressing,wound asymmetric membrane,wound asymmetric film”,中文检索关键词为“不对称敷料,伤口不对称膜”,根据纳入排除标准对文章进行筛选,最终纳入53篇文献进行综述。结果与结论:不对称敷料除可仿生天然皮肤的不对称结构外,其致密疏水层还能防止外界细菌侵入,控制创面水汽交换,亲水层能负载并释放需要的药物,多孔结构也利于细胞的黏附增殖,进而促进伤口愈合;其不对称特性并不能显著影响敷料的物理性能,但不对称敷料常由多种材料复合而成,所得的敷料性能常优于单一材料。目前的不对称敷料依照结构特点可分为单层改性不对称敷料、双层不对称敷料、梯度不对称敷料3种类型,今后的研究还会赋予不对称敷料更多、更智能的功能,使其作为一种可能的理想伤口敷料进一步发展,解决目前传统敷料在临床运用中所面临的问题。

关键词：不对称敷料新型伤口敷料梯度敷料抗感染载药系统 Janus膜伤口愈合综述

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电沉积制备氧化石墨烯-羟基磷灰石复合涂层

稀有金属材料与工程 2016年第3期45卷 727-731页

作者：曾永香贺瑞裴锡波田玲钖王剑万乾炳四川大学口腔疾病研究国家重点实验室四川成都610041 杭州师范大学附属医院口腔科浙江杭州310015 四川大学华西口腔医院修复科四川成都610041

采用电沉积方法在钛表面制备氧化石墨烯-羟基磷灰石(Graphene oxide/Hydroxyapatite,GO/HA)复合涂层,通过调整GO的浓度,研究GO对所得涂层晶体结构及生物学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换... 详细信息

采用电沉积方法在钛表面制备氧化石墨烯-羟基磷灰石(Graphene oxide/Hydroxyapatite,GO/HA)复合涂层,通过调整GO的浓度,研究GO对所得涂层晶体结构及生物学性能的影响。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱分析所得涂层的表面形貌和物相构成,用SEM观察涂层表面MG63成骨样细胞生长情况。结果表明,电沉积法可在钛表面制备GO/HA复合涂层,且随GO浓度增加,HA结晶度增加。此外,复合涂层较单纯HA涂层更能促进成骨样细胞早期粘附。

关键词：电沉积氧化石墨烯羟基磷灰石复合涂层