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纳米粒子在骨组织工程化基因修饰治疗中的应用

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4771-4783页

作者：李光照裴锡波王剑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院修复科四川省成都市610041

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳... 详细信息

背景:传统的骨组织工程技术治疗临界骨缺损存在成骨效率低、安全性差等问题。而以非病毒纳米粒子为基因载体构建的基因强化型骨组织工程移植物,具有更高的成骨效率和安全性,引起了国内外学者的广泛关注和研究。目的:对当前国内外有关纳米粒子在组织工程成骨基因治疗研究中取得的新技术、新方法以及面临的挑战等进行综述,旨在为纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗研究提供参考。方法:第一作者在Pub Med、Web of Science和中国知网数据库上进行文献检索,并以“Bone defect repair,Bone tissue engineering,Gene delivery,Nanoparticles,Non-viral gene vector,Sustained release technology,Sequential release,Targeted delivery”作为英文检索词,以“骨缺损修复,骨组织工程,基因递送,纳米粒子,非病毒基因载体,缓释技术,序贯释放,靶向递送”作为中文检索词,最终纳入84篇文献进行总结。结果与结论:(1)在骨缺损愈合的各个生理阶段进行针对性的基因递送可以显著增强骨修复效果。在早期炎症阶段,通过纳米粒子递送抗炎基因来调节炎症反应,可以为后续骨愈合奠定基础;在血管新生期,向局部递送促血管化基因有助于形成高度组织化、可灌注的血管系统,加快骨愈合速度;随着血管化的进行,骨骼的神经再支配也开始发生,此时递送促神经再生的功能性基因有利于促进神经化骨再生;在成骨阶段,通过构建纳米粒子-成骨基因复合物,可以直接提升支架及体内新骨形成的效率。(2)各种有机、无机纳米颗粒、金属有机框架和外泌体等非病毒纳米载体,在骨组织工程基因治疗中具有巨大的潜力,这些纳米基因载体各有其独特的优势和不足,因此在实际应用时,需要根据基因转染效率、生物安全性和成骨特性等因素选择最合适的类型。(3)为了全面提升递送基因的效果,目前主要通过对纳米载体进行各种功能设计来增强基因转染效率,包括增强缓释性和多基因递送序贯性等时间调控能力、增强对骨组织和成骨相关细胞的空间靶向能力、增强跨膜运输效率和细胞核靶向能力等全过程调控手段。(4)未来要进一步推动纳米粒子介导的骨组织工程基因治疗在临床上的应用,还需要克服诸多技术挑战,包括提高有机纳米基因载体的基因转染效率、降低无机纳米载体的生物安全性风险、优化新型纳米载体的生产工艺以及促进其它生理过程与成骨交互作用等,这些问题也是未来骨组织工程基因治疗的研究热点和潮流。

关键词：骨缺损修复骨组织工程基因递送纳米粒子非病毒基因载体缓释技术序贯释放靶向性递送

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

基于ABC分区法的手术入路决策在腮腺内镜手术中的应用

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国际口腔医学杂志 2025年

作者：曹昶张知妍何佳潞陈塑杨帆孟沙沙李岱蔚董永涛颜洁孙艳朱桂全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院头颈肿瘤外科平顶山市第一人民医院口腔科玉溪市人民医院口腔颌面外科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院手术室

目的评估一种基于ABC分区法的手术入路决策，在腮腺肿瘤内镜手术应用中的可行性、安全性及美观效果。方法回顾性纳入2022年1月1日—2024年1月1日于四川大学华西口腔医院头颈肿瘤外科接受免充气内镜下腮腺肿瘤切除术的95例患者。根据... 详细信息

目的评估一种基于ABC分区法的手术入路决策，在腮腺肿瘤内镜手术应用中的可行性、安全性及美观效果。方法回顾性纳入2022年1月1日—2024年1月1日于四川大学华西口腔医院头颈肿瘤外科接受免充气内镜下腮腺肿瘤切除术的95例患者。根据是否应用ABC分区法对患者进行分组，统计围手术期及随访数据。结果 ABC分区法组患者的手术时间、术中出血量、术后引流量、涎瘘发生率、总住院时间均少于非分区法组，差异均有统计学意义（P0.05），对术后美观效果均较为满意。结论采用ABC分区法匹配相应手术入路，可以提高腮腺肿瘤内镜手术的效率和微创性，加快术后康复，具有良好的安全性和美观效果。

关键词：分区法腮腺内镜手术内镜手术入路

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光响应纳米材料在骨组织再生中的应用

中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3469-3475页

作者：冯淑琦张诗咏姚珂奕唐渝菲王锴周雪梅向琳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院四川省成都市610041 四川大学化学工程学院四川省成都市610065

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... 详细信息

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。

关键词：光响应纳米材料骨缺损骨再生骨结合综述

个体化新抗原特异性T细胞过继免疫:任重道远,砥砺前行

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中国肿瘤生物治疗杂志 2022年第6期29卷 509-518页

作者：李青丁振宇魏于全四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室肿瘤中心生物治疗科

近年来,肿瘤新抗原掀开了个体化免疫治疗的新篇章,作为基于新抗原个体化免疫治疗的重要组成部分,新抗原特异性T细胞的过继输注(ACT)疗法备受瞩目。本文将首先从新抗原特异性T细胞ACT治疗应用策略及临床应用现状介绍新抗原特异性T细胞AC... 详细信息

近年来,肿瘤新抗原掀开了个体化免疫治疗的新篇章,作为基于新抗原个体化免疫治疗的重要组成部分,新抗原特异性T细胞的过继输注(ACT)疗法备受瞩目。本文将首先从新抗原特异性T细胞ACT治疗应用策略及临床应用现状介绍新抗原特异性T细胞ACT治疗这一新兴的精准免疫治疗的发展现状,然后从新抗原的预测、新抗原特异性T细胞筛选及扩增等方面系统地总结新抗原T细胞ACT治疗所面临的阻碍和挑战,最后从优化新抗原预测、增加新抗原特异性T细胞数量和多样性、防止新抗原特异性T细胞过度分化或死亡、缩短生产周期和减少生产成本及探索联合治疗方式等五个方面对该领域的未来发展机遇和研究方向进行重点阐述。

关键词：肿瘤新抗原 T细胞免疫治疗细胞过继输注

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

基于AAPM TG-218报告应用统计过程控制技术监测患者个体化容积旋转调强放疗质量保证过程的初步研究

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生物医学工程学杂志 2020年第5期37卷 842-847页

作者：肖青李光俊李治斌张祥斌戴谷宇柏森四川大学华西医院肿瘤中心-生物治疗国家重点实验室-放疗科成都610041

患者个体化容积旋转调强放疗(VMAT)质量保证(QA)过程是临床调强放疗实施流程中重要的一部分。计算剂量与实施剂量之间差异的容差限值和干预限值是AAPM TG-218报告认为的VMAT QA过程的关键部分,然而这两个值在各放疗中心之间尚无统一标... 详细信息

患者个体化容积旋转调强放疗(VMAT)质量保证(QA)过程是临床调强放疗实施流程中重要的一部分。计算剂量与实施剂量之间差异的容差限值和干预限值是AAPM TG-218报告认为的VMAT QA过程的关键部分,然而这两个值在各放疗中心之间尚无统一标准。本研究基于AAPM TG-218报告,应用统计过程控制(SPC)技术建立了采用ArcCHECK进行剂量验证下不同部位VMAT计划γ通过率的容差限值和干预限值。根据每个部位前25例处于受控状态的VMAT QA结果计算相应部位的容差限值和干预限值,绘制单值控制图持续监测了287例VMAT计划的调强剂量验证过程,并分析QA失控原因。脑部、头颈部、腹部和盆腔部VMAT QA过程的容差限值分别为94.56%、94.68%、94.34%和92.97%,干预限值分别为93.82%、92.54%、93.23%和90.29%。除盆腔部外,脑部、头颈部和腹部容差限值均接近TG-218通用容差限值(95%),所有部位干预限值均高于TG-218通用干预限值(90%)。通过单值图监测发现头颈部失控的VMAT QA为1例,腹部和盆腔部各2例,其中4例受摆位误差影响,1例受测量设备校准错误影响。结果显示SPC技术能有效监测IMRT/VMAT QA过程,根据不同部位设置相应的容差限值有助于探查QA失控原因。

关键词： TG-218报告容积旋转调强放疗统计过程控制患者个体化质量保证

抗菌压电材料:对细菌无选择性杀伤和不产生细菌耐药性

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2105-2112页

作者：冯楠李运峰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院口腔颌面外科四川省成都市610041

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... 详细信息

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Pub Med、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。

关键词：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

引导编辑系统的优化及在DNA大片段编辑中的应用

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生物化学与生物物理进展 2024年第10期51卷 2602-2620页

作者：焦瑶歌姚少华四川大学华西医院肿瘤中心生物治疗科生物治疗全国重点实验室成都610041

基因编辑技术是指利用人工核酸酶对细胞和个体中特定的基因序列进行插入、替换或删除等编辑修饰。CRISPR/Cas9核酸酶的发现是基因编辑技术发展的一个里程碑,但其编辑产物的精确性和脱靶效应依然是限制其应用的关键因素。近年来以引导编... 详细信息

基因编辑技术是指利用人工核酸酶对细胞和个体中特定的基因序列进行插入、替换或删除等编辑修饰。CRISPR/Cas9核酸酶的发现是基因编辑技术发展的一个里程碑,但其编辑产物的精确性和脱靶效应依然是限制其应用的关键因素。近年来以引导编辑技术为代表的衍生性编辑工具因高效且精准而受到广泛关注。该系统能够以不可逆的方式在基因组中靶向引入多种类型的遗传变化,包括12种可能类型的点突变,以及片段的插入和缺失及其组合,而无需DNA双链断裂(DSB)或者供体DNA模板。引导编辑技术结合了CRISPR/Cas9的靶向性和逆转录酶的精准编辑能力,使得编辑产物更加精准。本综述将深入探讨引导编辑技术的发展、优化以及在DNA大片段编辑中的应用。

关键词： CRISPR/Cas9 引导编辑系统 pegRNA DNA大片段编辑