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明胶/氧化纳米纤维素高弹性模量高孔隙皮肤支架的3D打印工艺

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中国组织工程研究 2024年第3期28卷 398-403页

作者：许晓东周骥平张琦冯辰朱勉顺史宏灿扬州工业职业技术学院江苏省扬州市225127 江苏省新材料塑性成形智能化应用工程研究中心江苏省扬州市225127 扬州大学机械工程学院江苏省扬州市225127 扬州大学医学院江苏省扬州市225009

背景:在采用主动修复治疗手段应对皮肤创伤时,需要使用组织工程技术生成新的组织来代替坏死组织,皮肤支架在创伤修复领域具有良好的应用前景。皮肤支架需要呈现具有一定力学强度的三维多孔结构,以满足细胞增殖分裂的需求,而目前使用的... 详细信息

背景:在采用主动修复治疗手段应对皮肤创伤时,需要使用组织工程技术生成新的组织来代替坏死组织,皮肤支架在创伤修复领域具有良好的应用前景。皮肤支架需要呈现具有一定力学强度的三维多孔结构,以满足细胞增殖分裂的需求,而目前使用的明胶基生物材料力学强度弱,无法达到皮肤支架的使用要求。目的:针对明胶/氧化纳米纤维素复合材料制备组织工程皮肤支架时使用的3D打印工艺进行研究,重点研究不同工艺参数下制备皮肤支架的孔隙率与其力学强度之间的关系。方法:从葎草中提取10%浓度的氧化纳米纤维素晶须,再与5%的明胶复合得到明胶/氧化纳米纤维素复合材料,检测明胶与明胶/氧化纳米纤维素复合材料的弹性模量。以明胶/氧化纳米纤维素复合材料为基材,采用3D打印挤压成型方法制备皮肤支架,通过对材料进行力学性能测试和流变特性测试确定挤压成型工艺参数(填充间隙1.5-2.5 mm,0.1 mm均布;气压160-200 kPa),并以此制备具有三维多孔结构的皮肤支架。对皮肤支架进行了抗压性能的测试并与有限元分析结果相对比,论证了支架打印时的填充间隙与支架孔隙率及力学强度之间的关系。结果与结论:①通过实验得出,加入10%浓度的氧化纳米纤维素晶须使5%明胶的弹性模量度提升了8.84倍;在气压160 kPa下挤出成型可以得到1 mm直径的丝状凝胶,此时填充间隙从1.5 mm增大到2.5 mm会使支架的理论孔隙率从33%上升到60%,但抗压强度从230000 Pa降低到95000 Pa;②结果显示,使用2 mm填充间隙制备得到了理论孔隙率为50%、弹性模量160000 Pa的皮肤支架,该支架具有清晰的三维多孔结构。

关键词：皮肤支架弹性模量孔隙率 3D打印填充间隙氧化纳米纤维素复合凝胶

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地黄梓醇调控ATDC5软骨细胞的衰老

中国组织工程研究 2024年第34期28卷 5467-5472页

作者：贾瑞英梅杰何强李丹孙欣钱卫庆刘振菏泽市立医院山东省菏泽市274000 山东中医药大学附属医院山东省济南市250011 南京中医药大学附属南京中医院骨伤科江苏省南京市210022

背景:课题组前期体内、体外研究结果表明地黄梓醇能够显著降低膝骨关节炎大鼠滑膜组织中炎症指标水平,同时能够延缓膝骨关节炎进展,但是否通过影响软骨细胞衰老进而延缓膝骨关节炎的进展尚未明确。目的:探讨地黄梓醇能否调控ATDC5软骨... 详细信息

背景:课题组前期体内、体外研究结果表明地黄梓醇能够显著降低膝骨关节炎大鼠滑膜组织中炎症指标水平,同时能够延缓膝骨关节炎进展,但是否通过影响软骨细胞衰老进而延缓膝骨关节炎的进展尚未明确。目的:探讨地黄梓醇能否调控ATDC5软骨细胞衰老及可能的机制。方法:将ATDC5软骨细胞分为空白组(0.1%牛血清白蛋白)、模型组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素)、地黄梓醇低剂量组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素+20μmol/L地黄梓醇)及地黄梓醇高剂量组(0.1%牛血清白蛋白+1μmol/L阿霉素+80μmol/L地黄梓醇)。应用阿霉素诱导构建ATDC5软骨细胞衰老模型,按上述分组予以对应的处理。CCK-8法检测地黄梓醇对ATDC5软骨细胞活力的影响,筛选地黄梓醇最佳给药浓度。相应处理后应用β-半乳糖苷酶染色法检测各组ATDC5软骨细胞衰老情况;实时荧光定量PCR法检测相关基因表达(P21、P53、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶13、白细胞介素6);Western blot检测P21、P53、Ⅱ型胶原、基质金属蛋白酶13、白细胞介素6的表达水平;免疫荧光法检测P21、P53和Ⅱ型胶原表达情况;流式细胞仪检测各组细胞凋亡情况。结果与结论:(1)经鉴定成功诱导ATDC5软骨细胞并诱导衰老模型;(2)地黄梓醇浓度在0,20,40,80μmol/L时对细胞活力均无明显影响,提示地黄梓醇对细胞无毒性,可安全使用(P> 0.05);当浓度≥100μmol/L时,细胞活力降低,提示可能存在毒性,故选择80μmol/L作为高剂量进行后续实验;(3)与空白组β-半乳糖苷酶阳性细胞百分率(17.32±0.72)%比较,模型组(86.93±2.18)%显著升高(P 0.05);与模型组比较,地黄梓醇低、高剂量组的凋亡指标均显著升高,且以高剂量组更为明显(P <0.05);(7)提示地黄梓醇能够通过促进衰老的ATDC5软骨细胞凋亡,进一步清除衰老的ATDC5软骨细胞,降低衰老相关表型进而延缓骨关节炎的进展。

关键词：地黄梓醇 ATDC5 软骨细胞细胞衰老骨关节炎

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中药有效成分结合骨组织工程材料用于骨修复

中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2141-2150页

作者：吴尧昆刘成林付佳豪宋伟陈浩席洪钟刘锌杜斌孙光权南京中医药大学附属医院江苏省南京市210029

背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜... 详细信息

背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜集常见的中药有效成分与支架材料组合的案例,基于七情配伍的启发将组织工程支架与中药有效成分类比为产生配伍关系的两类中药,以二者的作用关系为纲进行归纳总结。方法:检索1998年1月至2024年1月Pub Med和中国知网数据库中发表的相关文献,英文检索词:“traditional Chinese medicine,Chinese medicine,traditional Chinese medicine monomers,bone defect,bone repair,bone tissue engineering,tissue engineering,scaffold”,中文检索词:“中药,中药有效成分,中药单体,骨组织工程,骨组织工程支架,支架,组织工程,骨缺损,骨修复”,最终纳入88篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)组织工程支架材料与中药有效成分各自均在骨修复领域有广泛的运用,二者在成骨方面优势明显但仍有许多缺陷,许多研究致力于将二者制备成复合材料,希望通过二者间的相互作用发挥减毒增效作用。(2)一些药物与材料在成骨、抗菌、促血管生成方面能互相促进,增强原有的效果,受到传统方剂配伍观念的启发,文章将其归纳为“相须”关系,并举实例佐证。(3)一些药物能提高材料的强度,而某些材料能对负载于其上的药物实现缓释控释效果、增加载药量与稳定性,或是进行靶向递送,文章将这种单方面的提升效果归纳为“相使”关系。(4)一些中药与材料搭配使用能减少对方的毒副反应,文章将这种减毒关系归纳为“相畏相杀”。(5)文章得出了一个由七情配伍关系启发、基于作用关系分类的关于中药复合支架的全新视角,将中药传统观念引入组织工程领域,为后续复合支架的研究者提供新的研究思路,并在选材搭配方面提供一定的便利。

关键词：七情配伍中药有效成分中药单体骨组织工程材料支架骨缺损骨修复减毒增效

人脐带间充质干细胞治疗多囊卵巢综合征模型小鼠卵巢组织中Rab27A的表达

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5289-5295页

作者：陶晨玥陈帅王丽萍孟德芳周东杰周罗晶扬州大学公共卫生学院江苏省扬州市225001 扬州大学兽医学院扬州大学比较医学研究院江苏省扬州市225009 扬州大学附属苏北人民医院生物样本库江苏省扬州市225001 扬州大学附属苏北人民医院风湿免疫科江苏省扬州市225001 扬州大学附属苏北人民医院妇产科江苏省扬州市225001 扬州大学附属苏北人民医院科技处江苏省扬州市225001

背景:多囊卵巢综合征是导致育龄女性不孕的常见生殖内分泌疾病,目前尚无有效的治疗方法,人脐带间充质干细胞可能有助于修复卵巢功能,但其治疗多囊卵巢综合征方面的研究较少。目的:探讨人脐带间充质干细胞治疗多囊卵巢综合征的作用及机... 详细信息

背景:多囊卵巢综合征是导致育龄女性不孕的常见生殖内分泌疾病,目前尚无有效的治疗方法,人脐带间充质干细胞可能有助于修复卵巢功能,但其治疗多囊卵巢综合征方面的研究较少。目的:探讨人脐带间充质干细胞治疗多囊卵巢综合征的作用及机制。方法:3周龄雌性ICR小鼠随机分为3组(n=15):正常对照组不作处理,模型组连续21 d灌胃来曲唑诱导建立多囊卵巢综合征模型,治疗组连续21 d灌胃来曲唑+经尾静脉注射人脐带间充质干细胞悬液。治疗前和治疗后7,14 d称量小鼠体质量;治疗后连续10 d阴道涂片检测小鼠动情周期;治疗后14 d,ELISA检测小鼠外周血性激素水平,苏木精-伊红染色观察卵巢形态学改变,免疫荧光、免疫组化检测卵巢组织中Rab27A蛋白表达。结果与结论:①与正常对照组相比,模型组小鼠动情周期紊乱,体质量明显升高,卵泡刺激素水平降低,黄体生成素和睾酮水平均升高,卵巢可见较多囊状扩张的卵泡,Rab27A蛋白表达水平降低;②与模型组相比,治疗组小鼠体质量降低,卵泡刺激素水平升高,黄体生成素和睾酮水平均降低,多囊状扩张的卵泡减少,Rab27A蛋白表达水平升高;③结果表明,人脐带间充质干细胞可能通过上调Rab27A的表达改善多囊卵巢综合征小鼠血清性激素水平及卵巢功能。

关键词：人脐带间充质干细胞多囊卵巢综合征动情周期卵巢功能性激素 Rab27A

基于脑电图的脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复中的应用

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中国组织工程研究 2024年第4期28卷 581-586页

作者：张明王斌贾凡陈杰唐玮中国矿业大学机电工程学院江苏省徐州市221116 徐州医科大学附属徐州康复医院/徐州市康复医院康复治疗部江苏省徐州市221003 徐州市中心医院康复医学科江苏省徐州市221009

背景:目前的康复方案对脑卒中后遗症的干预已取得不错的疗效,但治疗周期较长且人工成本较高。脑机接口技术通过特殊设备提取大脑神经活动信号,并将此信号转换处理为计算机可以识别的指令,可用于脑卒中后遗症的治疗。目的:分析和总结近... 详细信息

背景:目前的康复方案对脑卒中后遗症的干预已取得不错的疗效,但治疗周期较长且人工成本较高。脑机接口技术通过特殊设备提取大脑神经活动信号,并将此信号转换处理为计算机可以识别的指令,可用于脑卒中后遗症的治疗。目的:分析和总结近些年脑机接口技术在脑卒中患者上肢运动功能康复中的应用,探讨脑机接口技术在脑卒中患者上肢功能康复中的临床应用价值。方法:以“脑卒中、脑电图、脑机接口、上肢、虚拟现实技术、功能性电刺激、外骨骼”为中文检索词,在中国知网进行相关文献检索;以“stroke、brain-computer interface、computer assistance、upper limb、virtual reality technology、functional electrical stimulation、exoskeleton”为英文检索词,在PubMed数据库进行相关文献检索,检索时间范围为2000-2022年。结果与结论:脑机接口对脑卒中患者上肢运动功能恢复具有良好的应用前景,并且被证明可以产生常规治疗无法实现的效果,非常值得进一步研究和推广,但是其机制尚未被完全阐释清楚。同时从脑机接口系统采集患者脑电信号的角度来看,准确地解码上肢运动的所有自由度以提供灵活和自然的控制能力仍然是一个挑战。未来的研究应该集中在阐明脑机接口技术促进脑卒中上肢运动恢复的特定神经机制,并确定脑机接口与外接设备相结合等康复方案,以促进脑卒中患者上肢运动功能恢复。

关键词：脑卒中脑机接口脑电图上肢运动功能康复综述

温肾通络止痛方对小鼠H型骨微血管内皮细胞/骨髓间充质干细胞共培养体系的影响

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中国组织工程研究 2025年第1期29卷 8-15页

作者：周士杰李沐哲员浬张天驰牛园园朱弈桦周勤峰郭杨马勇王礼宁南京中医药大学骨伤修复与重建新技术实验室江苏省南京市210023 南京中医药大学无锡附属医院江苏省中医退行性骨关节病临床医学创新中心江苏省无锡市214071 南京中医药大学中医学院·中西医结合学院江苏省南京市210023

背景:骨骼依赖血管与骨细胞之间的密切连接来维持完整性,骨骼处在生理低氧环境中,因此在低氧环境下研究血管生成与骨生成具有重要意义。目的:探究在低氧环境下温肾通络止痛方对H型骨微血管内皮细胞/骨髓间充质干细胞共培养体系的影响及... 详细信息

背景:骨骼依赖血管与骨细胞之间的密切连接来维持完整性,骨骼处在生理低氧环境中,因此在低氧环境下研究血管生成与骨生成具有重要意义。目的:探究在低氧环境下温肾通络止痛方对H型骨微血管内皮细胞/骨髓间充质干细胞共培养体系的影响及相关机制。方法:运用酶消化法及流式分选技术,分选小鼠H型血管特异型骨微血管内皮细胞;应用骨髓贴壁法分离获取小鼠骨髓间充质干细胞;采用Transwell小室以及缺氧培养工作站建立两种细胞低氧共培养体系,使用50,100μg/m L质量浓度温肾通络止痛方冻干粉进行干预;通过划痕迁移实验与管形成实验评估共培养体系内H型骨微血管内皮细胞的成血管功能;通过碱性磷酸酶染色与茜素红染色评估共培养体系内骨髓间充质干细胞的成骨分化能力;使用Western Blotting与q-PCR检测共培养体系内H型骨微血管内皮细胞中PDGF/PI3K/AKT信号轴相关分子的蛋白表达及mRNA表达。结果与结论:(1)与常氧组相比,低氧组H型骨微血管内皮细胞划痕迁移率及新生血管长度均显著升高(P<0.05),骨髓间充质干细胞成骨分化能力增强(P<0.05);PDGF/PI3K/AKT信号轴相关分子的蛋白、mRNA表达升高(P<0.05);(2)与低氧组相比,经不同质量浓度温肾通络止痛方干预后H型骨微血管内皮细胞划痕迁移率及新生血管长度进一步提高(P<0.05),骨髓间充质干细胞成骨分化能力更强(P<0.05),PDGF/PI3K/AKT信号轴相关分子的蛋白、mRNA表达也进一步升高(P<0.05)。结果表明:低氧条件下H型血管生成及骨生成可能与PDGF/PI3K/AKT信号轴有关,而温肾通络止痛方可能通过激活PDGF/PI3K/AKT信号轴促进“H型血管生成-骨生成”作用从而防治骨质疏松症。

关键词：温肾通络止痛方 H型骨微血管内皮细胞骨髓间充质干细胞低氧血管生成骨生成

脐带间充质干细胞外泌体LncRNA H19修复软骨损伤的机制

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中国组织工程研究 2024年第1期28卷 20-25页

作者：王宪峰王锟孙晗孙晓亮言力韬北京积水潭医院贵州医院运动医学科贵州省贵阳市550000 苏州大学附属第三医院骨关节科江苏省常州市213000

背景:脐带间充质干细胞已被证明对软骨损伤有治疗作用,外泌体是脐带间充质干细胞在体内发挥治疗作用的主要载体。课题组前期发现LncRNA H19是介导脐带间充质干细胞外泌体调控软骨细胞活性的重要活性分子,LncRNA H19可以吸附miR-29b-3p... 详细信息

背景:脐带间充质干细胞已被证明对软骨损伤有治疗作用,外泌体是脐带间充质干细胞在体内发挥治疗作用的主要载体。课题组前期发现LncRNA H19是介导脐带间充质干细胞外泌体调控软骨细胞活性的重要活性分子,LncRNA H19可以吸附miR-29b-3p从而促进软骨细胞的增殖再生,但是其下游机制仍未清楚。目的:从外泌体和LncRNAs角度揭示脐带间充质干细胞治疗软骨损伤的具体机制,为软骨损伤的治疗提供新的靶点。方法:构建稳定过表达LncRNA H19的脐带间充质干细胞,采用超速离心提取外泌体(H19-Exos);采用透射电镜、纳米颗粒跟踪分析、Western blot和外泌体摄取实验鉴定外泌体;通过Western blot、qPCR和双荧光素酶报告基因系统检测miR-29b-3p过表达和沉默对TGF-β1/Smad3通路的影响;通过特异性TGF-β1/Smad3抑制剂在体内外反向验证H19-Exos对软骨再生的生物学作用。结果与结论:①H19-Exos在电镜下为典型的杯状,粒径在130 nm左右,均表达CD63、CD81和TSG1010特性蛋白;②过表达miR-29b-3p可以同时下调TGF-β1、Smad3的mRNA和蛋白水平,而沉默miR-29b-3p后,TGF-β1、Smad3的mRNA和蛋白水平上调;③双荧光素酶报告基因系统检测发现miR-29b-3p对下游靶基因TGF-β1和Smad3活性影响有显著差异;④膝关节腔内注射Ⅱ型胶原酶成功建立大鼠骨关节炎模型,H19-Exos可显著促进软骨再生,且特异性TGF-β1/Smad3抑制剂SB-431542在体内外均可阻断H19-Exos对软骨再生的生物学作用;⑤该研究系统论证了高表达LncRNA H19脐带间充质干细胞来源外泌体对软骨再生的促进作用,具体机制为LncRNA H19通过靶向miR-29b-3p/TGF-β1/Smad3通路促进软骨再生。

关键词：骨性关节炎间充质干细胞外泌体长链非编码RNA

生物活性玻璃:调整制备工艺和掺入元素来实现不同的应用形式和功能

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中国组织工程研究 2024年第29期28卷 4726-4733页

作者：高桦车荟胡丹郝跃峰南京医科大学附属苏州医院江苏省苏州市215000

背景:生物活性玻璃是一种多功能人工复合材料,可与组织亲和后缓释活性离子并表现一定的生物活性,其多样性源于制备工艺和组分的多变性,使其能够应用于不同的临床场景。目的:综述目前生物活性玻璃的主要应用形式、应用领域以及掺杂不同... 详细信息

背景:生物活性玻璃是一种多功能人工复合材料,可与组织亲和后缓释活性离子并表现一定的生物活性,其多样性源于制备工艺和组分的多变性,使其能够应用于不同的临床场景。目的:综述目前生物活性玻璃的主要应用形式、应用领域以及掺杂不同元素对其功能的影响。方法:以“生物活性玻璃,缓释离子,骨组织工程,复合支架,组织再生修复,生物医学工程”为检索词在中国知网及万方医学网检索;以“Bioactive glass,Slow-release Ions,Bone Tissue Engineering,Composite Scaffold,Tissue Regeneration and Repair,Biomedical Engineering”为检索词在PubMed和Web of Science数据库检索自2000-2023年收录的相关文献,最终纳入88篇文献进行综述。结果与结论:①在应用形式方面,生物活性玻璃可以根据不同临床场景的需要制作成包括涂层、颗粒、骨水泥及支架等形式,其中涂层能提高植入物生物活性,但易因降解导致植入物不稳定;颗粒适用于不规则骨缺损的修复,但传统方式制备的颗粒功能单一;骨水泥具备微创及可注射的优点,但不适用大尺寸骨缺损;支架具备优异的机械性能,常用于较大尺寸骨缺损,但韧性有限。②在应用领域方面,生物活性玻璃可用于包括口腔科、骨科、软组织工程以及癌症等多种组织再生修复和疾病治疗领域。③在元素掺杂方面,特定元素掺入生物活性玻璃后,不仅能提升其机械性能,还赋予了它特殊生物学功能,如生物活性、可降解性和抗菌性等。④生物活性玻璃作为一种多功能材料,可通过调整制备工艺和元素掺入来实现不同的应用形式和功能,满足不同的骨组织工程等临床需求,广泛应用于生物医学工程领域。

关键词：生物活性玻璃缓释离子涂层颗粒骨水泥支架硅钙生物医学工程组织再生修复

基于高被引SCI论文中绝经后骨质疏松症的文献计量和可视化分析

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中国组织工程研究 2024年第35期28卷 5681-5687页

作者：李琰刘宁王晓阳肖想玉刘平章轶立姜红江朱立国魏戌中国中医科学院望京医院北京市100102 山东中医药大学山东省济南市250013 北京中医药大学北京市100029 南京中医药大学中西医结合学院江苏省南京市210023 山东省文登整骨医院山东省威海市264400

背景:基于主题文献的计量学和可视化分析对了解绝经后骨质疏松症研究基础与前沿尤为重要。目的:对近20年绝经后骨质疏松研究的高被引SCI论文进行文献计量、引证和可视化分析。方法:对Web of Science(WoS)中SCI-EXPANDED收录的2003-2022... 详细信息

背景:基于主题文献的计量学和可视化分析对了解绝经后骨质疏松症研究基础与前沿尤为重要。目的:对近20年绝经后骨质疏松研究的高被引SCI论文进行文献计量、引证和可视化分析。方法:对Web of Science(WoS)中SCI-EXPANDED收录的2003-2022年发表的前100篇高被引绝经后骨质疏松研究论文进行文献计量,用CiteSpace软件进行可视化分析。结果与结论:前100篇高被引论文在WoS核心合集中总被引量为67377次,每篇论文的年平均引用量为49.17次。绝经后骨质疏松研究主要涉及医学、工程技术、生物学和多学科等领域,小类学科则以内分泌学与代谢、医学:内科为主。国际上形成了稳定密切的核心合作网络关系,美国、加利福尼亚大学系统、Cummings,Steven R分别是高被引论文发文最多的国家、科研机构和作者。绝经后骨质疏松研究前沿主要涉及了钙剂、维生素D的补充治疗与骨折风险,双膦酸盐类药物治疗绝经后骨质疏松的临床研究,非典型股骨骨折,绝经后骨质疏松的新药临床研究与序贯治疗,骨折风险的预测指标,骨质疏松性椎体压缩骨折的中长期随访,基因多态性和遗传因素,绝经后骨质疏松临床实践指南的制定和更新等方面。大型的队列研究、高质量随机对照试验、系统综述和荟萃分析、临床实践指南是推动绝经后骨质疏松临床研究发展的巨大引擎。中国应在上述研究领域加大投入,以提高国际影响力。

关键词：绝经后骨质疏松高被引论文科学网 WoS 文献计量学 Citespace 可视化知识图谱序贯治疗骨质疏松性椎体骨折