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钛表面多酚介导铜离子涂层制备及抗菌抗氧化性能

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 1997-2005页

作者：官振菊谢永林向守刚张成栋李小龙李兴平蒲超张波罗栩伟肖东琴川北医学院第二临床学院·南充市中心医院组织工程与干细胞研究所四川省南充市637000 川北医学院第二临床学院·南充市中心医院口腔科四川省南充市637000 成飞医院骨科四川省成都市610031 川北医学院第二临床学院·南充市中心医院骨科四川省南充市637000

背景:钛植入体因比强度高及良好的生物相容性被广泛应用于临床,然而在植入手术过程中,细菌感染及组织受损环境产生大量活性氧物质易导致组织延迟愈合与手术失败,因此开发具有抗菌和抗氧化性能的钛植入体极为重要。目的:鉴于铜离子良好... 详细信息

背景:钛植入体因比强度高及良好的生物相容性被广泛应用于临床,然而在植入手术过程中,细菌感染及组织受损环境产生大量活性氧物质易导致组织延迟愈合与手术失败,因此开发具有抗菌和抗氧化性能的钛植入体极为重要。目的:鉴于铜离子良好的抗菌性能及多酚类物质优良的抗氧化性能,拟在钛表面制备多酚介导的铜离子涂层,评价其体外抗菌及抗氧化性能。方法:利用碱热法在钛表面制备纳米结构,然后将钛片置于单宁酸及铜离子溶液中,获得多酚介导的铜离子涂层,检测样品的表面形貌与水接触角,利用原子吸收光谱法检测铜离子的携载及释放。将金黄色葡萄球菌分别接种于纯钛片(空白组)、碱热处理钛片(对照组)、多酚介导的铜离子修饰钛片(实验组)表面,观察细菌存活状态。将成骨前体细胞MC3T3-E1分别接种于3组钛片表面,评价材料的抗氧化性能及生物活性。结果与结论:(1)扫描电镜下可见多酚介导的铜离子修饰钛片表面存在棒状纳米结构,并且涂层无裂纹;多酚介导的铜离子修饰钛片表面亲水性接近纯钛片;原子吸收光谱结果显示,多酚介导后钛片表面铜离子的携载量增加了51%,铜离子呈均匀释放。(2)空白组、对照组、实验组钛片的抗菌率为0%,21.65%,93.75%;活死染色与CTC染色显示,空白组钛片表面的活细菌最多,实验组钛片表面的活细菌最少。(3)活死染色与CCK-8检测结果显示,3组钛片均具有良好的细胞相容性,并且实验组钛片更有利于MC3T3-E1细胞增殖;活性氧荧光探针检测显示,相较于其他两组,实验组钛片表面活性氧荧光强度明显减弱;碱性磷酸酶与茜素红S染色结果显示,相较于其他两组,实验组钛片表面MC3T3-E1细胞的成骨分化与细胞外基质矿化能力更强。(4)结果表明,多酚介导的铜离子涂层具有较强的抗菌、抗氧化及促成骨分化性能。

关键词：钛植入体抗菌抗氧化多酚铜离子涂层

胶质淋巴系统研究的知识图谱与趋势可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第23期29卷 5051-5060页

作者：马星怡李惠菁李涓钟冬灵张源唐红李雨谿金荣疆成都中医药大学养生康复学院四川省成都市610075 成都中医药大学临床医学院四川省成都市610075 成都中医药大学附属四川省康复医院四川省成都市611135 成都中医药大学针灸推拿学院四川省成都市610075

背景:大脑的代谢废物清除功能对于维持神经稳态极为关键,代谢废物积累导致的神经稳态失衡是许多中枢神经系统疾病的共同病理学特征。近年来,围绕胶质淋巴系统的研究逐渐成为神经系统领域的研究热点。目的:旨在通过构建胶质淋巴系统研究... 详细信息

背景:大脑的代谢废物清除功能对于维持神经稳态极为关键,代谢废物积累导致的神经稳态失衡是许多中枢神经系统疾病的共同病理学特征。近年来,围绕胶质淋巴系统的研究逐渐成为神经系统领域的研究热点。目的:旨在通过构建胶质淋巴系统研究的知识图谱,可视化地分析该领域的研究现状、热点及其未来的发展趋势。方法:采用Cite Space、VOSviewer软件及R语言环境下的Bibliometrix工具包,对2012年1月至2024年3月Web of Science核心合集数据库中与胶质淋巴系统相关的原始文献进行深入可视化分析,分析内容包括作者、机构、国家、期刊、关键词和共被引文献等。结果与结论:研究共纳入687篇相关文章,该领域发文量逐年增长,近3年呈现爆发性增长趋势;该研究领域发文量第一的国家、机构、作者分别是美国、美国罗切斯特大学和罗切斯特大学的Maiken Nedergaard教授,发文量第一的期刊是《JOURNAL OF CEREBRAL BLOOD FLOW AND METABOLISM》,高频、高中心性关键词主要围绕脑脊液流体动力学等作用机制、阿尔茨海默症等神经系统疾病、扩散张量成像等影像学技术等方面,共被引频次最高的文献是一篇胶质淋巴系统的经典综述论文。上述结果表明,胶质淋巴系统的研究是一个新兴而活跃的领域,目前已受到国内外的广泛关注并逐渐从理论研究向临床实践扩展。

关键词：胶质淋巴系统研究现状研究热点发展趋势可视化图谱 Cite Space VOSviewer R语言

髋臼周围截骨治疗对发育性髋关节发育不良骨盆矢状位倾斜的影响

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4452-4457页

作者：王令成陈曦杨硕瑶黄周璐杨顺杰游茗柯周凯陈刚李箭四川大学华西医院运动医学中心四川省成都市610041 四川大学华西医院骨科/骨科研究所四川省成都市610041

背景:发育性髋关节发育不良指髋臼、股骨近端存在骨性结构畸型,可导致髋关节不稳及髋骨关节炎。髋臼周围截骨术是青少年及成年人非终末期发育性髋关节发育不良治疗的主要方式。骨盆倾斜在髋关节生物力学中发挥至关重要的作用,它決定了... 详细信息

背景:发育性髋关节发育不良指髋臼、股骨近端存在骨性结构畸型,可导致髋关节不稳及髋骨关节炎。髋臼周围截骨术是青少年及成年人非终末期发育性髋关节发育不良治疗的主要方式。骨盆倾斜在髋关节生物力学中发挥至关重要的作用,它決定了髋关节的应力方向。在髋关节疾病中可出现骨盆代偿性倾斜,以尽量减少髋关节的异常应力。目的:观察发育性髋关节发育不良患者行髋臼周围截骨治疗是否改变患者骨盆矢状位倾斜,并探讨髋臼覆盖对骨盆矢状位倾斜的影响。方法:回顾性分析2019年8月至2022年6月在四川大学华西医院因发育性髋关节发育不良行髋臼周围截骨的患者29例,收集患者术前及术后6个月站立位骨盆正位X射线片,测量髋关节外侧中心边缘角、通力氏角、耻骨联合到骶髂关节距离、耻骨联合到骶髂关节连线中点距离、骶骨-股骨头-耻骨角及骨盆矢状位倾斜;所有患者均于术前及术后6个月采用髋关节残疾及骨关节炎评分及Harris评分行髋关节功能评估。结果与结论:(1)与术前相比,术后6个月髋关节外侧中心边缘角、耻骨联合到骶髂关节连线中点距离、骶骨-股骨头-耻骨角均较术前显著增大(P 0.05);(2)术后6个月髋关节残疾及骨关节炎评分及Harris评分均较术前显著提高(P <0.01);(3)提示髋臼周围截骨显著改善了发育性髋关节发育不良患者的髋臼覆盖,且骨盆出现显著前倾改变。

关键词：髋臼周围截骨发育性髋关节发育不良骨盆倾斜骨关节炎保髋治疗矫形

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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

不同月龄豚鼠自发膝骨关节炎过程中全膝关节的病理变化

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中国组织工程研究 2025年第11期29卷 2218-2224页

作者：胡笑燊李惠菁吕君玲肖显俊李涓李享刘凌金荣疆成都中医药大学养生康复学院四川省成都市610075 成都中医药大学临床医学院四川省成都市610075 成都中医药大学针灸推拿学院四川省成都市610075 八一骨科医院四川省成都市610075

背景:豚鼠因具有与人类相似的膝关节结构和接近的组织病理学特征,被认为是最有助于评估人类原发性骨关节炎的自发模型。目的:通过对1-18月龄豚鼠的全膝关节组织病理学分析,探讨豚鼠自发膝骨关节炎的病理过程。方法:选取健康1,6,10,14,16... 详细信息

背景:豚鼠因具有与人类相似的膝关节结构和接近的组织病理学特征,被认为是最有助于评估人类原发性骨关节炎的自发模型。目的:通过对1-18月龄豚鼠的全膝关节组织病理学分析,探讨豚鼠自发膝骨关节炎的病理过程。方法:选取健康1,6,10,14,16,18月龄Hartley雌性豚鼠各8只,将股四头肌进行苏木精-伊红染色,整体膝关节进行苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色,在光镜下观察软骨、软骨下骨、滑膜、半月板、肌肉的组织病理学情况,进行关节软骨Mankin评分和滑膜炎评分,并进行二者的相关性分析。结果与结论:(1)随着豚鼠月龄的增长,关节软骨Mankin评分越高(P四头肌肉炎症;(3)结果说明豚鼠随着年龄增长,出现明显的软骨缺损、滑膜炎症、软骨下骨病变、半月板损伤、骨赘形成和关节间隙变窄等,均与人类原发性膝骨关节炎的病理过程相似,是理想的自发性膝骨关节炎模型。

关键词：膝骨关节炎豚鼠病理软骨损伤滑膜炎骨髓损伤

体外培养时间对诱导多能干细胞源性心肌细胞成熟度的影响

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中国组织工程研究 2025年第25期29卷 5304-5310页

作者：熊挺淋张丽莎王德伟曹海平杨燕南充市中心医院心内科•川北医学院第二临床医学院四川省南充市637000 四川驰鼎盛通生物科技有限公司四川省成都市610041

背景:研究已证实诱导多能干细胞能够定向分化为心肌细胞,但目前很少有分化心肌细胞成熟度的研究报道。目的:探讨延长诱导分化时间对诱导多能干细胞源性心肌细胞的形态、肌节长度、双核细胞含量、心脏基因表达、心脏蛋白表达和线粒体功... 详细信息

背景:研究已证实诱导多能干细胞能够定向分化为心肌细胞,但目前很少有分化心肌细胞成熟度的研究报道。目的:探讨延长诱导分化时间对诱导多能干细胞源性心肌细胞的形态、肌节长度、双核细胞含量、心脏基因表达、心脏蛋白表达和线粒体功能的影响。方法:使用骨形态发生蛋白4、CHIR 99021和IWR1诱导多能干细胞向心肌细胞分化,分别在第20天和第40天收集分化心肌细胞;采用RT-PCR和免疫荧光检测分化心肌细胞中心脏基因和蛋白的表达水平;LAS X图像分析软件分析分化心肌细胞形态和肌节长度;MitoTracker Green FM线粒体染色检测线粒体总量,JC-1线粒体染色检测线粒体膜电位。结果与结论:与第20天的分化心肌细胞相比,第40天的分化心肌细胞的细胞周长和肌节长度更长、细胞面积更大(P<0.05);多核细胞比例从第20天的16%左右大幅上升至第40天的29%左右(P<0.05);第40天的分化心肌细胞具有与原代心肌细胞更相近的基因表达水平,SERCA2A、Cx-43和α-MHC基因表达水平明显高于第20天的分化心肌细胞(P<0.05);与第20天的分化心肌细胞相比,第40天的分化心肌细胞中TNNT2和α-MHC蛋白表达水平较高,线粒体分布密度更大,且功能性线粒体数量增加(P<0.05)。结果表明:延长诱导分化时间,可以通过增加肌节长度和功能性线粒体数量以及升高心脏基因和蛋白表达水平而提高分化心肌细胞的成熟度。

关键词：诱导多能干细胞分化心肌细胞线粒体心脏基因心脏蛋白成熟度

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

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

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