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基于数字化设计和3D打印胫骨近端骨折内固定的关键技术

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中国组织工程研究 2016年第26期20卷 3837-3842页

作者：郑锋余正希陈宣煌郑祖高吴长福吴献伟林海滨张国栋陈旭莆田学院附属医院骨科福建省莆田市351100

背景:前期实验已经完成了胫骨近端骨折三维重建复位及数字钢板设计、胫骨近端接骨板标准件库的建立以及3D打印后的手术模拟。目的:在前期研究基础上,探讨数字化设计结合3D打印模型进行标准件库接骨板、螺钉在胫骨近端骨折中导航内固定... 详细信息

背景:前期实验已经完成了胫骨近端骨折三维重建复位及数字钢板设计、胫骨近端接骨板标准件库的建立以及3D打印后的手术模拟。目的:在前期研究基础上,探讨数字化设计结合3D打印模型进行标准件库接骨板、螺钉在胫骨近端骨折中导航内固定置入方法的可行性及准确性。方法:采集20例临床胫骨近端骨折患者连续薄层CT扫描的Dicom格式图像,分别导入Mimics软件予以三维重建、骨折复位。从标准件库中选择接骨板、螺钉虚拟内固定,设计带钉道的导航模块。3D打印骨骼、接骨板、导航模块,进行骨骼模型内固定手术,导航放置螺钉、接骨板,观察导航模块卡位、板钉位置情况,以术后外观、CT扫描评价效果。结果与结论:20例骨骼模型术后均行CT扫描重建,结合外观,显示接骨板位置、螺钉的进钉点,进钉方向、长度、直径均与Mimics软件中模拟预设的一致。导航模块和相对应的胫骨近端骨性结构贴合紧密,嵌合度良好,在应用时卡位及稳定性良好,可以很好指引接骨板放置、螺钉置入。提示:在导航模块的辅助下,胫骨近端骨折标准件库接骨板内固定置入准确率高,基于数字化设计和3D打印的标准件库接骨板数字化内固定技术有望良好实现骨科内固定物置入导航。

关键词：胫骨骨折骨折固定术,内治疗,计算机辅助组织工程骨科植入物数字化骨科胫骨近端骨折内固定数字化设计 3D打印标准件福建省自然科学基金

运动干预对胰岛素抵抗模型大鼠血清相关因子及免疫能力的影响

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中国组织工程研究 2016年第27期20卷 4075-4082页

作者：李庆贺汪君民南通航运职业技术学院体育教学部江苏省南通市226010 南通大学体育科学学院江苏省南通市226019

背景:2型糖尿病患者有不同程度的胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷。视黄醇结合蛋白4是一种存在于血液中的脂肪源性因子,被认为是治疗胰岛素抵抗、内脏肥胖的重要靶点。目的:观察胰岛素抵抗模型大鼠游泳训练干预后血清炎性细胞因子水平及免... 详细信息

背景:2型糖尿病患者有不同程度的胰岛素抵抗和胰岛素分泌缺陷。视黄醇结合蛋白4是一种存在于血液中的脂肪源性因子,被认为是治疗胰岛素抵抗、内脏肥胖的重要靶点。目的:观察胰岛素抵抗模型大鼠游泳训练干预后血清炎性细胞因子水平及免疫功能变化。方法:28只8周龄雄性SD大鼠随机分为3组,运动干预组及模型安静组腹腔注射3μg/g的重组血清视黄醇结合蛋白4,2次/d,每次间隔12 h,共6周。给药6周后运动干预组进行6周无负重游泳训练,60 min/d。采用ELISA试剂盒检测血清视黄醇结合蛋白4水平;稳态模式评估法评价胰岛素敏感性(胰岛素抵抗指数);TUNEL法标记大鼠胸腺凋亡细胞;ELISA法检测血清白细胞介素6的表达;双抗体夹心ABC-ELISA法检测血清粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子水平;S-P一步法检测血液中CD4、CD8活性。结果与结论:白细胞介素6、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子与胰岛素抵抗指数均呈显著正相关,胰岛素抵抗指数上升,会导致血清炎性细胞因子白细胞介素6、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子水平上升,而运动可以降低其水平;胸腺指数、CD4、CD4/CD8等免疫指标与胰岛素抵抗指数呈反向关系。提示运动干预可有效提高胰岛素抵抗大鼠的免疫机能,降低胰岛素抵抗指数。

关键词：模型,动物胰岛素游泳视黄醇结合蛋白质类免疫组织工程实验动物运动系统动物模型视黄醇结合蛋白4 胰岛素抵抗白细胞介素6 粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子福建省自然科学基金

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骨髓间充质干细胞移植后在胸腺内的定居

中国组织工程研究 2016年第10期20卷 1439-1445页

作者：王志红陈为民郭坤元福建省立医院血液科福建医科大学附属省立临床学院福建省福州市350001 南方医科大学珠江医院血液科广东省广州市510282

背景:骨髓间充质干细胞具有低免疫原性,并可诱导机体产生免疫耐受。目前对骨髓间充质干细胞发挥免疫调节作用的机制还不完全了解,对于骨髓间充质干细胞移植后能否迁移到免疫器官胸腺尚鲜有报道。目的:观察骨髓间充质干细胞移植后在衰老... 详细信息

背景:骨髓间充质干细胞具有低免疫原性,并可诱导机体产生免疫耐受。目前对骨髓间充质干细胞发挥免疫调节作用的机制还不完全了解,对于骨髓间充质干细胞移植后能否迁移到免疫器官胸腺尚鲜有报道。目的:观察骨髓间充质干细胞移植后在衰老模型大鼠免疫器官胸腺组织内的存活情况。方法:以腺病毒介导绿色荧光蛋白基因体外转染骨髓间充质干细胞,通过大鼠尾静脉注射移植给衰老模型大鼠,于移植后第3,7,14,21天取材,荧光显微镜下观察骨髓间充质干细胞归巢到胸腺的存活情况。移植骨髓间充质干细胞第3天,取材胸腺组织,进行苏木精-伊红染色,观察移植细胞部位的组织病理变化。结果与结论:(1)骨髓间充质干细胞移植后第3,7天:绿色荧光蛋白荧光表达较强,细胞轮廓清晰,两者平均吸光度值比较,差异均无显著性意义(P>0.05)。(2)移植后第14,21天:绿色荧光蛋荧光表达较弱,与第3天平均吸光度值相比,差异有显著性意义(P<0.05)。(3)细胞移植后第3天:胸腺组织切片光镜显示无急性排斥反应特征出现。(4)结果表明骨髓间充质干细胞可通过血液循环迁移至受损胸腺组织,且至少能够存活1周。

关键词：干细胞移植骨髓间质干细胞移植衰老胸腺绿色荧光蛋白大鼠福建省自然科学基金

基于3D打印股骨远端骨折标准件库接骨板的数字化内固定

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中国组织工程研究 2016年第13期20卷 1895-1903页

作者：吴长福郑祖高陈宣煌余正希张国栋陈旭林海滨吴献伟高小强福建医科大学莆田学院附属医院教学医院南方医科大学附属莆田医院莆田学院附属医院骨科福建省莆田市351100

背景:CT重建骨折三维模型不能进行虚拟复位、内固定,不能制定合理的修复方案,数字化设计可以满足临床骨科医师的需要。标准件库为虚拟及现实手术选择理想的内固定物提供了可能性,而3D打印使得合理的修复方案得以在临床准确实施。目的:... 详细信息

背景:CT重建骨折三维模型不能进行虚拟复位、内固定,不能制定合理的修复方案,数字化设计可以满足临床骨科医师的需要。标准件库为虚拟及现实手术选择理想的内固定物提供了可能性,而3D打印使得合理的修复方案得以在临床准确实施。目的:分析在数字化软件设计配合3D打印模块基础上进行标准件库接骨板、螺钉导航置入内固定修复股骨远端骨折的方法,探讨其准确性、可行性及微创性。方法:19侧成人下肢解剖标本,连续进行薄层多平面CT扫描,采集Dicom格式图像。利用Mimics三维重建软件处理数据,按AO分型,虚拟制作股骨远端骨折A_(1-3)、B_(1-3)、C_(1-3)型各1例。从标准件库中选择接骨板、螺钉虚拟内固定。设计带钉道的导航模块,并通过3D打印机生产出实体模块,将导航模块在手术中进行导航放置接骨板、螺钉,观察卡位、板钉位置情况,利用X射线、CT扫描评价内固定置入效果。2将上述内固定方案临床应用于30例股骨远端骨折患者,记录手术时间、术中出血量及术后引流量,术后随访进行影像学评价及疗效评定。结果与结论:19侧解剖标本内固定术后再次行X射线、CT扫描,三维重建结果显示接骨板位置、螺钉进钉点,进钉方向、长度、直径均与Mimics软件中模拟预设的一致。导航模块和相对应的股骨远端外侧骨性结构贴合紧密,嵌合度良好,在导航应用时卡位及稳定性良好,可以很好指引接骨板放置、螺钉置入。2临床应用30例,手术时间(104.63±26.12)min,术中出血量(121.74±11.49)m L,术后引流量(30.29±6.38)m L。所有患者均获随访,根据Schatzker标准评定疗效,优22例,良6例,可2例,优良率为93%。修复术中应用术前选择的接骨板和螺钉规格,进钉长度、直径、位置、角度等与术前高度一致。3提示在3D打印导航模块的辅助下,股骨远端骨折标准件库接骨板内固定置入准确率高,具有缩短手术时间、减少术中出血、安全性较高、并发症少、内固定精准等优点。基于3D打印的标准件库接骨板数字化内固定技术有望良好实现骨科内固定物置入导航并普及应用。

关键词：股骨骨折骨钉内固定器组织工程骨科植入物骨植入物股骨远端骨折内固定数字化设计 3D打印标准件福建省自然科学基金

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单侧初次全膝关节置换后隐性失血的因素分析

中国组织工程研究 2016年第26期20卷 3823-3829页

作者：黄家谷张克田华王小勇蔡宏李子剑李锋福建医科大学附属宁德市医院福建省宁德市352100 北京大学第三医院北京市100191

背景:隐性失血是全膝关节置换后最重要的并发症之一,但目前对其发生机制及影响因素的了解尚不明确。目的:分析单侧初次人工全膝关节置换后隐性失血的相关影响因素。方法:回顾分析2014年4至9月接受单侧初次全膝关节置换的病历资料235例,... 详细信息

背景:隐性失血是全膝关节置换后最重要的并发症之一,但目前对其发生机制及影响因素的了解尚不明确。目的:分析单侧初次人工全膝关节置换后隐性失血的相关影响因素。方法:回顾分析2014年4至9月接受单侧初次全膝关节置换的病历资料235例,男38例,女197例;年龄48-82岁,平均66岁。根据Gross的方法计算隐性失血量。分析性别、年龄、身高、体质量、体质量指数、麻醉方式、氨甲环酸使用情况、置换后抗凝方式、假体类型、止血带使用时间、置换前凝血功能等因素对全膝关节置换后隐性失血、出血的影响。结果与结论:1男性和女性患者的置换后隐性失血量和总失血量相比,差异有显著性意义(P<0.01);使用、未使用氨甲环酸组的隐性失血量、总失血量比较,差异有显著性意义(P<0.05,<0.01);2多重线性回归分析结果表明,患者置换前血红蛋白水平、身高是影响全膝关节置换后失血的重要因素。而隐性失血量、置换后总失血量与年龄、体质量指数、麻醉方式、置换后抗凝方式、假体类型、止血带使用时间及置换前凝血功能等无明显相关性;3结果提示,性别及氨甲环酸使用是全膝关节置换后隐性失血量和总失血量的影响因素,而年龄、体质量指数、麻醉方式、置换后抗凝方式、假体类型、止血带使用时间、置换前凝血功能对全膝关节置换后隐性失血影响不大。

关键词：关节成形术,置换,膝出血,手术假体植入组织工程骨科植入物人工假体人工全膝关节置换术后出血隐性失血影响因素福建省自然科学基金

3D打印数字化导航模块辅助股骨颈中空拉力螺钉的精准置入

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中国组织工程研究 2016年第53期20卷 7979-7984页

作者：陈旭余正希陈宣煌张国栋吴献伟蔡涵华吴长福戴玉林福建医科大学莆田学院附属医院教学医院南方医科大学附属莆田医院莆田学院附属医院骨科福建省莆田市351100

背景:计算机辅助骨科技术可以帮助医生制定更加精确的术前计划和手术模拟,而3D打印技术则为虚拟设计和实施中架设了一座桥梁,将设计的手术方案精确地付诸于实施。目的:研究Mimics软件数字化设计结合3D打印导航模块辅助股骨颈中空拉力螺... 详细信息

背景:计算机辅助骨科技术可以帮助医生制定更加精确的术前计划和手术模拟,而3D打印技术则为虚拟设计和实施中架设了一座桥梁,将设计的手术方案精确地付诸于实施。目的:研究Mimics软件数字化设计结合3D打印导航模块辅助股骨颈中空拉力螺钉精准置入的关键技术,并在尸体标本上验证,观察效果。方法:采用成人尸体骨盆标本10个,制作20侧股骨颈骨折模型,经连续薄层CT扫描,采集Dicom格式图像。Mimics软件三维重建、确定中空拉力螺钉置入钉道、三维测量,根据骨面解剖结构设计带钉道的导航模块并3D打印,导向螺钉置入,完成内固定手术。观察卡位、置钉情况,以CT扫描评价置钉效果。结果与结论:共制作20个导航模块,植入60枚螺钉,观察股骨头及股骨颈周围骨质,未见螺钉穿透。术后行CT扫描重建,发现螺钉与术前设计相比,进钉点,进钉方向、长度均与Mimics软件中模拟的预定理想进钉点、方向和长度一致,准确率100%。导航模块和相对应的股骨大转子骨性结构贴合紧密,嵌合度良好,在应用时卡位及稳定性良好。说明在数字化设计及3D打印导航模块的辅助下,股骨颈中空拉力螺钉能精准置入到理想位置。

关键词：股骨颈骨折外科手术,计算机辅助组织工程骨科植入物数字化骨科导航模块 3D打印螺钉福建省自然科学基金

数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架的体外降解性能

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中国组织工程研究 2016年第3期20卷 330-335页

作者：林山黄晓梅芮钢尹庆水厦门大学附属第一医院骨科福建省厦门市361003 漳州职业技术学院食品与生物工程系福建省漳州市363000 中国科学院城市环境研究所城市生态健康与环境安全研究中心福建省厦门市361021 解放军广州军区广州总医院全军创伤骨科中心广东省广州市510010

背景:前期实验成功制备了数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架材料,并已证实其具有良好的理化性能和生物相容性。目的:评价数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨的体外降解性能。方法:将珊瑚羟基磷灰石与左旋-聚乳酸分别以3∶1和4∶1的质量比混合,制... 详细信息

背景:前期实验成功制备了数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架材料,并已证实其具有良好的理化性能和生物相容性。目的:评价数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨的体外降解性能。方法:将珊瑚羟基磷灰石与左旋-聚乳酸分别以3∶1和4∶1的质量比混合,制备数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架材料试件。将两种数字化人工骨支架材料、珊瑚羟基磷灰石及左旋-聚乳酸分别置于初始p H值为7.4的50 m L模拟体液中,在37℃恒温箱中降解16周,动态观察溶液p H值、钙及磷离子浓度,以及材料降解率、抗压强度及微观结构变化。结果与结论:降解16周时,两种数字化人工骨组的p H值维持在7.34-7.36,高于左旋-聚乳酸组(P3∶1数字化人工骨组>左旋-聚乳酸组>4∶1数字化人工骨组;两种数字化人工骨微孔结构增多,孔隙率升高,孔径增大,说明数字化珊瑚羟基磷灰石人工骨支架具有良好的降解性能。

关键词：硬羟基磷灰石生物降解,环境组织工程生物材料骨生物材料珊瑚羟基磷灰石左旋-聚乳酸快速成形骨组织工程生物降解性福建省自然科学基金

肝细胞生长因子基因转染缺氧培养骨髓间充质干细胞凋亡相关蛋白的影响

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中国组织工程研究 2015年第36期19卷 5746-5752页

作者：蔡文钦王隽苼苏津自江金峰姚月娴福建医科大学附属第一医院心内科高血压研究所福建省福州市350005 福建省立医院北院福建省老年医院心内科福建省福州市350003

背景:研究已证实肝细胞生长因子基因转染可提高骨髓间充质干细胞移植效果,但其具体机制尚未完全明确。目的:探讨肝细胞生长因子基因转染对缺氧、无血清培养骨髓间充质干细胞c-Met、Bax、Bcl-2、Caspase-3表达及细胞迁移的影响。方法:1... 详细信息

背景:研究已证实肝细胞生长因子基因转染可提高骨髓间充质干细胞移植效果,但其具体机制尚未完全明确。目的:探讨肝细胞生长因子基因转染对缺氧、无血清培养骨髓间充质干细胞c-Met、Bax、Bcl-2、Caspase-3表达及细胞迁移的影响。方法:1贴壁法体外分离、扩增培养骨髓间充质干细胞。用x-gal染色法检测含肝细胞生长因子基因的重组腺病毒对骨髓间充质干细胞的感染率。2在缺氧、无血清条件下培养0,3,6,9,12 h,采用RT-PCR及Western blot测定骨髓间充质干细胞Bax、Bcl-2、Caspase-3的表达。3骨髓间充质干细胞缺氧、无血清培养6 h,采用RT-PCR及Western blot测定HGF、c-Met、Bax、Bcl-2、Caspase-3的表达。4细胞迁移划痕法观察缺氧、无血清培养6 h后肝细胞生长因子转染对骨髓间充质干细胞迁移的影响。结果与结论:1重组腺病毒对骨髓间充质干细胞的转染率与病毒感染复数具有量效关系,病毒感染复数为150时细胞的感染率达96.4%。2随着缺氧时间的延长骨髓间充质干细胞Bax、Bcl-2表达逐渐升高(P0.05)。4Ad-HGF组骨髓间充质干细胞在缺氧培养6 h后,迁移率比对照组及空载体组高(P<0.05)。结果表明肝细胞生长因子基因转染上调缺氧、无血清培养骨髓间充质干细胞c-Met、Bcl-2表达,下调Bax、Caspase-3表达,增强骨髓间充质干细胞迁移能力。

关键词：干细胞骨髓干细胞骨髓间充质干细胞凋亡蛋白缺氧培养细胞迁移福建省自然科学基金

肾上腺髓质素对缺氧培养骨髓间充质干细胞表达凋亡相关蛋白的影响

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中国组织工程研究 2015年第32期19卷 5092-5096页

作者：姚月娴王隽苼苏津自江金峰蔡文钦福建省立医院北院福建省老年医院心内科福建省福州市350003 福建医科大学附属第一医院心内科高血压研究所福建省福州市350005

背景:肾上腺髓质素基因转染能增强骨髓间充质干细胞在缺血、缺氧环境下的抗凋亡能力,但其机制尚未完全明确。目的:观察肾上腺髓质素对骨髓间充质干细胞缺血、缺氧时Bax、Bcl-2和Caspase-3等凋亡相关调节蛋白表达的影响。方法:贴壁法分... 详细信息

背景:肾上腺髓质素基因转染能增强骨髓间充质干细胞在缺血、缺氧环境下的抗凋亡能力,但其机制尚未完全明确。目的:观察肾上腺髓质素对骨髓间充质干细胞缺血、缺氧时Bax、Bcl-2和Caspase-3等凋亡相关调节蛋白表达的影响。方法:贴壁法分离、培养、纯化SD大鼠骨髓间充质干细胞,缺氧、无血清培养0,3,6,9,12 h后用Western blot测定Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白的表达以确定最佳缺氧时间。采用缺氧6 h为时间点,根据缺氧、无血清培养前是否进行肾上腺髓质素预处理分为对照组(未加入肾上腺髓质素)及肾上腺髓质素不同质量浓度组(1,10,100μg/L),然后采用Western blot测定Bax、Bcl-2、Caspase-3蛋白的表达。结果与结论:1无血清培养条件下缺氧0,3,6,9,12 h后骨髓间充质干细胞Bax、Bcl-2表达均增加(P<0.05),缺氧6 h时Bax/Bcl-2比值、caspase-3蛋白达到最小(P<0.05)。2缺氧6 h时,与1,10μg/L肾上腺髓质素组相比,100μg/L肾上腺髓质素组表达Bax蛋白、Caspase-3蛋白最低,Bax/Bcl-2比值最低,而表达Bcl-2蛋白最高(P<0.05)。结果表明肾上腺髓质素能降低无血清、缺氧条件下骨髓间充质干细胞Bax/Bcl-2比值、Caspase-3蛋白表达,该效应存在剂量依赖性。

关键词：干细胞骨髓干细胞肾上腺髓质素骨髓间充质干细胞凋亡蛋白缺氧培养福建省自然科学基金