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3D打印支架载神经分化因子1修饰的神经干细胞修复脊髓损伤

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中华创伤杂志 2016年第6期32卷 536-541页

作者：张仁坤李晓红程世翔王景景涂悦张赛武警后勤学院附属医院脑科医院、脑创伤与神经疾病研究所、天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

目的探讨3D打印仿生支架载神经分化因子1（NeuroD1）修饰的神经干细胞（NSCs）修复大鼠脊髓损伤的作用。方法制备3D仿生脊髓支架，将携带NeuroD1基因的反转录病毒转染NSCs，构建NeuroD1过表达NSCs。选择成年雌性SD大鼠40只，按随机数字... 详细信息

目的探讨3D打印仿生支架载神经分化因子1（NeuroD1）修饰的神经干细胞（NSCs）修复大鼠脊髓损伤的作用。方法制备3D仿生脊髓支架，将携带NeuroD1基因的反转录病毒转染NSCs，构建NeuroD1过表达NSCs。选择成年雌性SD大鼠40只，按随机数字表法分为对照组（A组）、支架组（B组）、支架＋NSCs-绿色荧光蛋白（GFP）组（C组）和支架＋NSCs—NeuroD1组（D组），每组10只。建立大鼠脊髓损伤模型，1周后给予实验干预。对照组为显微镜下切除损伤处3mm脊髓。利用RT—PCR鉴定NeuroD1过表达NSCs的构建。荧光显微镜下观察移植NSCs存活情况。神经核（Neun）和生长相关蛋白-43（GAP-43）免疫荧光染色鉴定移植NSCs分化和髓鞘形成情况。于实验干预后1，2，4，6，8周进行BBB评分评价各组大鼠运动功能；8周观察运动和感觉诱发电位，判断各组大鼠神经电生理变化情况。结果RT—PCR结果证实成功构建过表达NeuroD1NSCs。D组各时相点BBB评分最高，与其他三组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。神经电生理结果表明，D组运动和感觉潜伏期最短，与其他三组比较差异有统计学意义（P〈0．05）；D组运动和感觉振幅最大，与其他三组比较差异有统计学意义（P〈0．05）。免疫荧光染色结果表明，8周时D组仍可见GFP阳性细胞，部分分化为神经元。GAP-43染色阳性，部分髓鞘形成。结论3D打印支架载NeuroD1修饰的NSCs能促进脊髓损伤大鼠神经环路的重建，对运动和感觉功能恢复有促进作用。

关键词：脊髓损伤神经干细胞仿生支架

基于MRI数据的3D打印定制脑组织空腔支架的研究

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中国修复重建外科杂志 2016年第11期30卷 1425-1430页

作者：符锋赵明亮李晓红陈翀王丽娜孙洪涛涂悦张赛天津脑创伤与神经疾病研究所武警后勤学院附属医院脑科医院天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

目的探讨3 D打印技术制备个性化大鼠脑组织空腔支架方法,为组织工程化定制空腔支架进行创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)修复奠定基础。方法取成年雄性SD大鼠5只,体质量(300±10)g,使用电子控制性脑皮质撞击仪建立TBI模型,基... 详细信息

目的探讨3 D打印技术制备个性化大鼠脑组织空腔支架方法,为组织工程化定制空腔支架进行创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)修复奠定基础。方法取成年雄性SD大鼠5只,体质量(300±10)g,使用电子控制性脑皮质撞击仪建立TBI模型,基于MRI数据采用Mimics软件重建损伤空腔表面轮廓,计算机辅助设计构建内部结构,再用3 D生物打印机以胶原-壳聚糖复合物为原料进行3 D打印。对3 D打印支架进行外观及扫描电镜观察。结果 MRI扫描显示大鼠致伤侧脑组织损伤改变,且空腔位置均限于大脑右侧皮层区。成功构建了含有内部结构的个性化空腔三维模型,并利用3 D打印技术成功制备了空腔支架。支架外部轮廓与大鼠TBI后损伤区空腔相似,内部正交叉结构排列有序、孔隙连通性较好。结论结合基于MRI数据的三维重建及3 D打印技术定制的空腔支架与大鼠脑组织缺损空腔外形相近,内部正交叉结构可模拟细胞外基质拓扑结构,且打印材料为生物相容性较好的胶原-壳聚糖复合物,为定制空腔支架修复TBI后脑组织空腔的研究提供了一种新方法。

关键词：创伤性颅脑损伤组织工程 3D打印胶原蛋白-壳聚糖空腔支架大鼠

重型颅脑创伤去骨瓣减压术后脑积水的治疗方案选择

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中华创伤杂志 2015年第12期31卷 1063-1067页

作者：胡群亮葛云飞闫改军蒋显峰高培龙王伟薄寅周星张赛武警后勤学院附属医院脑科医院、脑创伤与神经疾病研究所、天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

目的探讨治疗重型颅脑创伤去骨瓣减压术后合并创伤后脑积水（胛H）的手术方案选择。方法回顾性分析2009年6月-2014年8月收治的89例重型颅脑创伤行开颅去骨瓣减压术后合并PTH患者的临床资料。按照手术方式分为早期行脑室-腹腔分流术（V... 详细信息

目的探讨治疗重型颅脑创伤去骨瓣减压术后合并创伤后脑积水（胛H）的手术方案选择。方法回顾性分析2009年6月-2014年8月收治的89例重型颅脑创伤行开颅去骨瓣减压术后合并PTH患者的临床资料。按照手术方式分为早期行脑室-腹腔分流术（V—Ps）＋颅骨修补（早期组，17例）、延期行脑室-腹腔分流（V—Ps）＋颅骨修补（延期组，22例）、先行V—Ps再行颅骨修补组（先V—Ps组，31例）和先行颅骨修补再行V—Ps组（后V—Ps组，19例）。利用GCS、GOS、Karnofsky功能状态评分（KPS）综合评估术前、术后意识恢复情况，观察四组患者术后疗效和并发症，判断四组手术方式的安全性和可行性。结果四组患者均获随访6～12个月，平均9个月。早期组、延期组、先V—Ps组和后V—Ps组治疗有效率分别为88％、86％、90％、90％，四组间差异无统计学意义（P〉0．05），且各组并发症中分流堵管率差异无统计学意义（P〉0．05）。早期组头皮感染发生率（18％）明显高于先V—Ps组（7％，P〈0．05），先V—Ps组及后V—Ps组术后硬膜下积液和血肿发生率（分别为3％，5％）均明显低于早期组和延期组（分别为12％，10％，P〈0．05）。结论对于重型颅脑创伤去骨瓣减压治疗术后PTH患者，V—Ps与颅骨修补可以任意组合，均可获得满意的临床疗效。

关键词：脑积水颅脑损伤颅骨修补术

过表达NeuroD1对脊髓反应性星形胶质细胞转分化为神经元的影响

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中国神经精神疾病杂志 2015年第9期41卷 564-568页

作者：康文博陈翀李晓红王景景涂悦张赛梁海乾武警后勤学院附属医院脑科医院、脑创伤与神经疾病研究所、天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

目的探讨过表达Neuro D1对脊髓反应性星形胶质细胞转分化为神经元的影响。方法体外原代培养SD大鼠脊髓星形胶质细胞,以划痕实验制备反应性星形胶质细胞。实验分为空白组(NV组)、对照病毒组(GFP组)和Neuro D1病毒组(Neuro D1组)。各组行... 详细信息

目的探讨过表达Neuro D1对脊髓反应性星形胶质细胞转分化为神经元的影响。方法体外原代培养SD大鼠脊髓星形胶质细胞,以划痕实验制备反应性星形胶质细胞。实验分为空白组(NV组)、对照病毒组(GFP组)和Neuro D1病毒组(Neuro D1组)。各组行划痕处理7 d后,NV组不感染病毒,GFP组感染携带GFP基因的逆转录病毒,Neuro D1组感染同时携带GFP和Neuro D1基因的逆转录病毒,24 h后同时更换神经元条件培养基。各组在1 d、2 d、3 d、5 d、7 d、14 d观察细胞形态,并采用免疫荧光染色方法分别在感染病毒后7 d观察细胞DCX阳性率和14 d观察细胞Neu N阳性率。结果更换神经元条件培养基后,各组细胞形态发生改变,胞核明显饱满,胞浆减少,突起减少并延长。与Neuro D1组相比,NV组和GFP组细胞突起短而分枝多,胞核较小。感染病毒后7 d,NV组和GFP组细胞部分形态逐渐恢复以前形态而Neuro D1组维持变化后形态。与NV组和GFP组相比,Neuro D1组出现DCX(9.84%±2.06%)(F=40.107)和Neu N(8.25%±2.78%)阳性细胞(F=21.73),结果差异都有统计学意义(P神经元。

关键词： NeuroD1 转分化反应性星形胶质细胞神经元划痕

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基于转录组学的创伤性颅脑损伤基因表达变化

中华神经外科杂志 2017年第1期33卷 72-77页

作者：廖吉连程世翔衣泰龙孙洪涛徐忠伟涂悦张赛武警后勤学院附属医院脑科医院武警部队脑创伤与神经疾病研究所、天津市神经创伤修复重点实验室天津300162 武警后勤学院中心实验室

目的探讨创伤性颅脑损伤后基因表达变化及颅脑损伤后的神经保护机制。方法应用细胞损伤仪（CICⅡ）建立细胞牵张损伤模型，各项参数分别设定为：脉冲时间为50ms、计量阀门压力为0．165MPa，使气体脉冲压为（O．021±0．001）MPa。采用Tr... 详细信息

目的探讨创伤性颅脑损伤后基因表达变化及颅脑损伤后的神经保护机制。方法应用细胞损伤仪（CICⅡ）建立细胞牵张损伤模型，各项参数分别设定为：脉冲时间为50ms、计量阀门压力为0．165MPa，使气体脉冲压为（O．021±0．001）MPa。采用Trizol法提取损伤组和对照组的细胞RNA，进行mRNA测序，并对差异表达基因进行基因本体分析和生物信息分析软件（IPA）进行信号通路分析，并通过实时荧光定量PCR（qPCR）对定量结果进行验证。结果在2个样本中，分别得到1431万个和1551万个读段，鉴定出15018个基因在2个样本中均有表达。差异表达基因有1424个，相较于对照组，损伤组上调1198个基因，下调226个基因（P〈0．01）。与对照组相比，损伤组缺氧诱导因子10[抗体（HIF-1α）及ZFP36表达均下调，并发现了TBI后13个差异表达基因，构成了以HIF-1α和ZFP36为中心的调控网络。在该网络中，HIF-1α受EGLN2和ZFP36的调控，并与PER1相互作用，同时调控多个下游基因的表达，如H2AFX、ABCF2和SLC39A7。结论颅脑损伤12h，HIF-1α在mRNA水平分别受到ZFP36、HNRNPD和EGLN2的调控而下调，并进一步调节H2AFX的表达，进而阻止神经细胞凋亡，促进了神经细胞的损伤修复。

关键词：颅脑损伤转录组基因表达 RNA测序缺氧诱导因子-1α

亚低温后脑损伤组织提取液对体外脐带间充质干细胞的影响

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中华创伤杂志 2016年第1期32卷 80-84页

作者：陈以胜赵明亮梁海乾陈翀涂悦张赛孙洪涛武警部队脑创伤与神经疾病研究所武警后勤学院附属医院脑科医院天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

目的模拟创伤性脑损伤（TBI）脑组织经亚低温治疗后的化学微环境，探讨该环境对体外脐带间充质干细胞（UCMSCs）的影响。方法选取18只SD大鼠按随机数字表法分为3组：假手术组大鼠仅开骨窗，不行冲击损伤；TBI组大鼠仅行冲击损伤；亚低... 详细信息

目的模拟创伤性脑损伤（TBI）脑组织经亚低温治疗后的化学微环境，探讨该环境对体外脐带间充质干细胞（UCMSCs）的影响。方法选取18只SD大鼠按随机数字表法分为3组：假手术组大鼠仅开骨窗，不行冲击损伤；TBI组大鼠仅行冲击损伤；亚低温组大鼠经TBI后行亚低温治疗，各组6只。采用电子脑皮质挫伤撞击仪制作大鼠TBI模型。给予全身亚低温（33％）治疗4h后，获取大鼠模型损伤区域脑组织的匀浆液。模拟脑组织弹性模量制备聚丙烯酰胺水凝胶。分离培养人UCMSCs，将其置于上述水凝胶上进行培养，分别加入各组大鼠的脑组织匀浆液，24h后检测各组细胞的凋亡水平，并更换为UCMSCs的正常培养基。动态观察细胞的生长情况和形态变化，于7d后对其行免疫荧光检测其向神经元分化水平。结果假手术组、TBI组、亚低温组的细胞凋亡率分别为10．42％、73．47％和28．57％，与假手术组比较，TBI组的凋亡细胞明显增多（P〈0．01），而亚低温组可显著逆转TBI组诱导的凋亡细胞增多（P〈0．01）；细胞免疫荧光结果显示，假手术组、TBI组、亚低温组细胞的神经元总体分化率分别为16．48％、2．59％和11．83％，与TBI组比较，亚低温组UCMSCs的神经元分化率明显增高（P〈0．05）。结论TBI后的化学微环境可导致UCMSCs大量凋亡，且向神经元分化的能力大大降低；而亚低温治疗可减少TBI所致UCMSCs的凋亡，并使其分化能力得到一定恢复。

关键词：亚低温脑损伤化学微环境间充质干细胞组织提取物

重视创伤性脑损伤后意识障碍患者的早期电生理评估

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中华创伤杂志 2016年第6期32卷 485-488页

作者：张赛董月青武警后勤学院附属医院脑科医院、武警部队脑创伤与神经疾病研究所、天津市神经创伤修复重点实验室天津300162

创伤性脑损伤（traumaticbraininjury，TBI）后意识状态的评估主要集中在患者的慢性康复期，而忽略了早期阶段意识障碍的研究或仅用临床检查及其一些简单的量表进行评估，这就导致了住院早期意识障碍评估和康复阶段评估之间的脱节，使... 详细信息

创伤性脑损伤（traumaticbraininjury，TBI）后意识状态的评估主要集中在患者的慢性康复期，而忽略了早期阶段意识障碍的研究或仅用临床检查及其一些简单的量表进行评估，这就导致了住院早期意识障碍评估和康复阶段评估之间的脱节，使得一些意识障碍患者被误诊。因此，很有必要优化对意识障碍患者的评估方案。虽然临床检查仍然被认为是对意识障碍进行诊断性评估的“金标准”，但是神经电生理的检查。

关键词：意识障碍患者创伤性脑损伤生理评估住院早期脑损伤后临床检查 “金标准” 神经电生理

胶原/壳聚糖复合支架植入大鼠不同部位降解速率的变化

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中国组织工程研究 2017年第6期21卷 864-870页

作者：符锋秦喆李晓红陈翀王丽娜徐超涂悦张赛脑创伤与神经疾病研究所、式警后勤学院附属医院脑科中心、天津市神经创伤修复重点实验室天津市300162 武警后勤学院中心实验室天津市300162

背景:生物支架应随着新生组织的形成而逐渐降解,支架降解率是评价材料的一项重要指标。传统测试方法因存在一定限制而会影响对材料在不同部位降解率的评估。目的:评估胶原壳聚糖复合支架植入SD大鼠皮下、脊髓和脑组织的降解率,并初步探... 详细信息

背景:生物支架应随着新生组织的形成而逐渐降解,支架降解率是评价材料的一项重要指标。传统测试方法因存在一定限制而会影响对材料在不同部位降解率的评估。目的:评估胶原壳聚糖复合支架植入SD大鼠皮下、脊髓和脑组织的降解率,并初步探讨其机制。方法:制备3 mm×3 mm圆盘状胶原壳聚糖复合支架,通过扫描电子显微镜观测支架微观结构,对其主要的物理学特性进行测试;CCK-8法检测神经干细胞与支架共培养时的活力以评估支架生物相容性。将SD大鼠随机分为大脑组、脊髓组及皮下组,分别于脑皮质、脊髓T9处、背部T9皮下处植入胶原壳聚糖复合支架。于不同时间点灌注取材,每组3只大鼠取出支架称质量,评估支架体内降解率;组内其他大鼠用于制备组织切片,观察移植区支架与周围组织的组织学变化。结果与结论:1扫描电镜发现,胶原壳聚糖复合支架具有立体多孔结构,孔径大小能达到体内移植的生物学要求;2体内实验结果表明,植入胶原壳聚糖复合支架后未发生排斥反应,证明复合材料具有良好的生物相容性。皮下组降解速率最快,12 d即可降解完全,明显高于脊髓组和大脑组(P脑组(P脑组仍有部分残余;3皮下组的支架周围血管数量和巨噬细胞浸润定性评分大于同一时间点的其他2组(P脑组(P<0.05);4结果说明,胶原/壳聚糖支架具有良好的生物相容性,在3个组织内的降解速率存在明显差异。组织工程学领域中平衡生物支架的降解率与人体重建速度时,应考虑靶向组织复杂的微环境和支架移植后的宿主反应的具体机制。

关键词：组织工程生物相容性材料脊髓生物材料材料相容性可降解吸收材料胶原壳聚糖不同部位大脑皮下降解率大鼠国家自然科学基金

MRI-三维重建动态测量颅脑创伤模型大鼠的空腔变化

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中国组织工程研究 2016年第40期20卷 5946-5952页

作者：符锋赵明亮李晓红陈翀王丽娜孙洪涛涂悦张赛脑创伤与神经疾病研究所武警后勤学院附属医院脑科医院天津市神经创伤修复重点实验室天津市300162

背景:目前针对颅脑创伤后空腔的研究工作大多采用尸体标本或者针对实验动物取材后进行观察,无法实现动态评估空腔变化。目的:探讨三维重建在颅脑创伤预后评估中的应用效果。方法:取5只雄性SD大鼠,使用电子脑皮质挫伤撞击仪制备颅脑创伤... 详细信息

背景:目前针对颅脑创伤后空腔的研究工作大多采用尸体标本或者针对实验动物取材后进行观察,无法实现动态评估空腔变化。目的:探讨三维重建在颅脑创伤预后评估中的应用效果。方法:取5只雄性SD大鼠,使用电子脑皮质挫伤撞击仪制备颅脑创伤模型,分别于造模后第1天、第1个月、第2个月和第3个月获取大鼠颅脑MRI扫描数据,应用Mimics16.0软件重建颅脑创伤后空腔三维模型,在Meshmixer软件中分析颅脑创伤后空腔变化情况。结果与结论:(1)重建模型图像轮廓清晰,均能从不同侧面和视角进行颅脑创伤空腔的观察和测量;(2)颅脑创伤后不同时间点的空腔体积及空腔表面积,除了第2个月与第3个月差异无显著性意义外(P>0.05),其他各个时间点之间两两比较差异均有显著性意义;(3)空腔变化结果提示,颅脑创伤后第3个月空腔形状逐渐规则;(4)基于MRI扫描数据,结合三维重建软件Mimics与模型分析软件Meshmixer,可方便、快捷地获取空腔模型,为动态评估颅脑创伤后空腔变化提供一种直观的方法。

关键词：实验动物神经损伤与修复动物模型三维重建核磁共振 Mimics 颅脑创伤动态测量空腔 Meshmixer Dicom 体积表面积国家自然科学基金