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体外实验中压应力对细胞的作用和影响

中国组织工程研究 2025年第23期29卷 4993-5001页

作者：闫鹏安蔡逸帆闫振兴魏雨乔耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其... 详细信息

背景:沃尔夫定律指出,机体缺乏机械应力会导致骨组织的微结构退化、质量损失和代谢紊乱,并最终导致骨质疏松症,这提示机械应力在骨组织生长、重建及成形中具有重要作用。目前机械应力对成骨细胞的相关研究主要集中在流体剪切力上,但其在体内干预较为困难,同时有研究发现压应力在一定程度上也可以起到与流体剪切力类似的作用,探究压应力在体外对细胞的作用方式和影响,可以丰富机械应力与细胞的相互作用关系,有助于为包括骨质疏松在内的代谢性骨病和其他疾病的研究提供理论依据。目的:综述体外实验中压应力对细胞的施加方式、引起细胞产生不同的生物学行为、可能的作用信号途径以及未来可能应用的领域。方法:检索PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库2000年1月至2024年3月发表的相关文献,中文检索词为“压应力,机械应力,静水压力,细胞”,英文检索词为“compressive stress,mechanical stress,hydrostatic pressure,cell”。纳入压应力作用于细胞的基础研究及微观机制研究,最终对纳入的63文献进行综述。结果与结论:(1)压应力的施加方式多样,不同实验设备对细胞加载压应力的方式不尽相同,需要进一步规范实验设备和标准化力学单位,减少混杂因素,使不同实验组之间具有参考性和可比性;(2)压应力可引起细胞增殖、分化、自噬、凋亡、迁移等变化,且在多数情况下压应力的作用效果具有时间或剂量依赖性;(3)目前大部分体外实验研究表明,压应力可能主要是通过MAPK信号途径、Wnt/β-catenin信号通路作用于成骨细胞,引起成骨细胞产生不同的应答;(4)压应力可对不同细胞产生不同的作用效果,还需要进一步研究其对不同组织的生物学作用;(5)对压应力的更深入研究有助于为骨科、口腔、肿瘤等疾病的治疗提供理论依据,利用静水压力进行温和消毒是一种前景巨大的消毒手段。

关键词：成骨细胞压应力机械应力生物力学细胞实验信号通路

白藜芦醇激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白促进小鼠MC3T3-E1细胞增殖

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中国组织工程研究 2025年第5期29卷 908-916页

作者：牛永康冯志尉王耀斌刘众成向德剑梁晓远移植詹红伟耿彬夏亚一兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730030 甘肃省骨科临床医学研究中心甘肃省兰州市730030 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730030

背景:细胞外信号调节激酶5信号蛋白对生物体的存活不可或缺,白藜芦醇能通过多种途径促进成骨细胞增殖,但其是否能通过细胞外信号调节激酶5信号蛋白调控成骨细胞功能还需进一步验证。目的:探究细胞外信号调节激酶5对MC3T3-E1细胞增殖以... 详细信息

背景:细胞外信号调节激酶5信号蛋白对生物体的存活不可或缺,白藜芦醇能通过多种途径促进成骨细胞增殖,但其是否能通过细胞外信号调节激酶5信号蛋白调控成骨细胞功能还需进一步验证。目的:探究细胞外信号调节激酶5对MC3T3-E1细胞增殖以及相关分泌蛋白的调控作用,进一步验证白藜芦醇通过激活细胞外信号调节激酶5完成上述过程。方法:小鼠MC3T3-E1前成骨细胞分别用完全培养基、XMD8-92(细胞外信号调节激酶5抑制剂)、表皮生长因子(细胞外信号调节激酶5激活剂)和白藜芦醇单独干预及XMD8-92+表皮生长因子、白藜芦醇+XMD8-92干预后,通过Western blot检测各组细胞内细胞外信号调节激酶5、磷酸化细胞外信号调节激酶5蛋白,增殖相关蛋白Cyclin D1、CDK4、PCNA,以及成骨细胞分泌蛋白骨保护素、核因子κB受体活化因子配体的表达情况,使用细胞免疫荧光染色检测各组细胞外信号调节激酶5、骨保护素和核因子κB受体活化因子配体荧光强度,使用EdU染色检测各组细胞增殖情况。白藜芦醇干预MC3T3-E1细胞的适宜浓度及时间由细胞形态学观察和CCK-8实验确定。结果与结论:①细胞外信号调节激酶5信号蛋白的激活能有效促进MC3T3-E1细胞增殖、上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值;②白藜芦醇干预MC3T3-E1细胞的适宜浓度及时间为5μmol/L,24 h;③白藜芦醇可以激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白,进而促进成骨细胞增殖,并上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值;④研究结果表明,白藜芦醇可以通过激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白促进MC3T3-E1细胞增殖,并通过激活细胞外信号调节激酶5信号蛋白上调骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值。

关键词：细胞外信号调节激酶5 白藜芦醇增殖骨保护素核因子κB受体活化因子配体

不同厚度及刚性隐形矫治器内收上颌前牙的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4671-4678页

作者：杨天梅王婧马福娟张俭葛振林兰州大学甘肃省兰州市730000 兰州大学口腔医学院正畸科甘肃省兰州市730000

背景:隐形矫治器因其特殊的材料性能,在拔除上颌第一前磨牙内收前牙关闭间隙过程中更易发生“过山车效应”,牙齿倾斜移动,导致前牙覆牙合加深、后牙开牙合。是否可以通过改变矫治器厚度或刚性减轻“过山车效应”,更好地控制正畸牙移动,... 详细信息

背景:隐形矫治器因其特殊的材料性能,在拔除上颌第一前磨牙内收前牙关闭间隙过程中更易发生“过山车效应”,牙齿倾斜移动,导致前牙覆牙合加深、后牙开牙合。是否可以通过改变矫治器厚度或刚性减轻“过山车效应”,更好地控制正畸牙移动,目前相关研究较少。目的:通过三维有限元分析不同厚度及刚性隐形矫治器内收上颌前牙时控制牙齿移动能力方面的差异。方法:将侧貌凸患者的锥形束CT数据导入Mimics等软件,模拟临床病例,构建去除第一前磨牙后包括上颌骨、牙齿、牙周膜的三维有限元模型,装配0.50,0.75 mm 2种厚度膜片的隐形矫治器,通过软件加载1000,2000 MPa 2种弹性模量的材料属性,总共构建4组模型工况。按照临床矫治方案设计关闭拔牙间隙,在Workbench 2023 R1软件中加载并计算,分析牙周膜应力分布、牙齿位移趋势及牙齿初始位移量。结果与结论:(1)4种模型工况下的牙周膜Von-Mises应力分布规律一致,牙周膜最大等效应力主要分布在牙颈部,并且矫治器膜片越厚牙周膜Von-Mises应力越大、矫治器膜片弹性模量越大牙周膜Von-Mises应力越大;(2)4种模型工况下的上颌牙列整体位移趋势为前牙冠舌向、根唇向的移动,后牙冠近中移动、根远中移动,牙齿的冠、根位移方向均相反,牙冠位移量大于牙根位移量;除尖牙外,其余牙齿均呈现矫治器膜片越厚R/C值(牙根移动量与冠移动量比值)越小、矫治器膜片弹性模量越大R/C值越小的趋势;(3)结果表明,利用隐形矫治器内收上颌前牙时,在不设计切牙转矩补偿的情况下牙齿表现为倾斜移动趋势,矫治器厚度和弹性模量越大时对牙齿控的制能力越强,牙齿倾斜移动趋势减小;尖牙则需通过其他辅助手段进行控制。

关键词：隐形矫治器内收前牙弹性模量膜片厚度有限元分析生物力学

计算机模拟复位联合骨盆复位架治疗APC-Ⅲ型骨盆骨折

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1870-1875页

作者：高振洋曾秀安杨其兵寇贤帅王克竞厉孟甘肃中医药大学第一临床医学院甘肃省兰州市730030 贵州医科大学附属白云医院贵州省贵阳市550014 甘肃省肿瘤医院甘肃省兰州市730050 甘肃省人民医院甘肃省兰州市730030

背景:骨盆骨折类型多样,使用骨盆复位架进行复位时缺乏系统的复位路径,需要根据术者经验结合透视结果进行调整,具有不确定性与不可重复性。目的:探讨计算机模拟复位技术联合骨盆复位架治疗前后压缩(anteroposterior compression,APC)-... 详细信息

背景:骨盆骨折类型多样,使用骨盆复位架进行复位时缺乏系统的复位路径,需要根据术者经验结合透视结果进行调整,具有不确定性与不可重复性。目的:探讨计算机模拟复位技术联合骨盆复位架治疗前后压缩(anteroposterior compression,APC)-Ⅲ型骨盆骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2018年1月至2021年12月术前采用计算机模拟复位,术中采用骨盆复位架辅助复位的APC-Ⅲ型骨盆骨折患者19例,其中7例使用前环双钢板、12例采用单钢板联合前环皮下内置外固定架固定,所有患者均使用2枚骶髂螺钉固定后环。记录手术时间、术中复位时间、术中透视次数、出血量和随访时间,观察骨折愈合时间及术后并发症情况。根据Matta评分标准评定骨折复位情况,末次随访采用Majeed骨盆功能评分评估患者功能。结果与结论:①19例患者均完成手术,7例前环使用双钢板、12例采用单钢板联合前环皮下内置外固定架固定,后环均使用2枚骶髂螺钉,分别固定S1、S2椎体;②手术时间74-147 min,平均(101.63±19.55)min;术中复位时间26-41 min,平均(38.11±3.31)min;术中透视次数35-81次,平均(62.68±13.11)次;术中出血60-130 mL,平均(85.37±20.57)mL;③所有患者均获得随访,随访时间12-26个月,骨折愈合时间12-20周,平均(16.37±2.50)周;④术后1 d按Matta标准评定复位情况:优14例,良5例;末次随访Majeed功能评分:优16例,良3例;⑤2例患者术区切口出现红肿、渗液等脂肪液化现象,经积极换药后逐渐愈合;所有患者术后均未出现内固定物松动、骨折复位丢失、神经损伤等并发症。提示采用计算机模拟复位技术联合骨盆复位架治疗APC-Ⅲ型骨盆骨折,在提高复位效率、改善骨盆功能方面均具有优势。

关键词：骨盆骨折前后压缩型损伤闭合复位骨盆解锁复位装置钢板内固定

有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的作用

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1897-1904页

作者：孙晓君王华明张德宏宋学文黄晋张辰裴生太甘肃中医药大学甘肃省兰州市730000 甘肃省中医院(甘肃中医药大学第一附属医院) 甘肃省兰州市730050

背景:发育性髋关节发育不良常易导致患儿肢体畸形,其诊疗的相关研究已逐渐明确;近来有限元法因其优势在发育性髋关节发育不良的相关研究中受到学者重视。目的:通过文献检索综述有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的研究进展,... 详细信息

背景:发育性髋关节发育不良常易导致患儿肢体畸形,其诊疗的相关研究已逐渐明确;近来有限元法因其优势在发育性髋关节发育不良的相关研究中受到学者重视。目的:通过文献检索综述有限元法在儿童发育性髋关节发育不良及治疗中的研究进展,分析总结其优势与不足,并探讨未来进一步研究的方向及应用前景。方法:应用计算机在Pub Med、SCI、CBM和中国知网数据库中检索2014年1月至2023年11月发表的相关文献,以“developmental dysplasia(dislocation) of the hip,dysplasia of the hip,finite element analysis(method),pavlik harness,fixation in herringbone position,biomechanics,pelvic osteotomies,pemberton,salter,dega,periacetabular osteotomy,children”为英文检索词,以“发育性髋关节发育不良,发育性髋关节脱位,髋关节发育不良,儿童,有限元,Pavlik吊带,人字型固定,生物力学,骨盆截骨术,髋臼周围截骨术”为中文检索词,同时纳入少量远期文献,通过筛选最终纳入62篇文献进行分析。结果与结论:(1)儿童发育性髋关节发育不良髋关节力学环境异常,髋臼内部压力不均匀、应力增大并集中,关节接触面积减小,股骨颈局部应力集中;(2)在Pavlik吊带及人字型固定位患髋力学环境改善,集中的高应力区域消失,关节接触面积增加,但外展角度过大会导致髋臼及股骨头外侧应力增加;(3)骨盆截骨术治疗后髋关节及骶髂关节应力环境得到改善,3种截骨术没有单一的铰链,其应力负载部位因患儿年龄而存在差异;(4)髋臼周围截骨术治疗后关节接触压力接近正常,而非球形股骨头者恢复困难;(5)术后X射线片表现不能说明关节接触力学达到最佳;(6)提示利用有限元法可以获得体内无法测量的信息,其在虚拟环境中操作不受时间和伦理的限制;能直观地看到正常与发育性髋关节发育不良患者髋关节应力变化的区域,从力学角度说明治疗的有效性,为需要截骨手术治疗的患者建立特定的有限元模型、量身定做手术计划;发育性髋关节发育不良的有限元建模及儿童髋关节材料特性参数尚无规范、统一的标准,由于有限元固有的局限性,目前还不能分析同时包含骨骼、软骨、韧带、肌肉等元素的模型;有限元分析操作难度较大,虽有优势但不具普适性,且目前的研究样本量较少,还需进一步扩大及验证。

关键词：发育性髋关节发育不良髋关节发育不良有限元髋关节应力生物力学儿童骨盆截骨术

人脐带间充质干细胞来源外泌体抗小鼠肾缺血再灌注损伤的机制

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2706-2712页

作者：李灵玉魏华锋罗豪王浩贺佳辉姚雅韡吕兴华兰州大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第一医院日间手术中心甘肃省兰州市730000

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体参与多种损伤修复过程,其对肾缺血再灌注损伤的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗肾缺血再灌注损伤的分子机制。方法:①培养人脐带间充质干细胞,使用外泌... 详细信息

背景:人脐带间充质干细胞来源外泌体参与多种损伤修复过程,其对肾缺血再灌注损伤的影响以及具体机制还没有完全阐明。目的:探讨人脐带间充质干细胞来源外泌体治疗肾缺血再灌注损伤的分子机制。方法:①培养人脐带间充质干细胞,使用外泌体提取试剂盒获取外泌体并鉴定;②采用活体荧光成像技术检测外泌体在肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏中的分布;③C57/BL6雄性小鼠30只,按随机数字表法分为5组:假手术组、肾缺血再灌注组、假手术组+Compound C组、肾缺血再灌注+外泌体组、肾缺血再灌注+外泌体+Compound C组,每组6只。除假手术组外,其余组均夹闭双侧肾蒂45 min,再灌注24 h建立肾缺血再灌注小鼠模型;假手术组+Compound C组和外泌体+Compound C组于造模前30 min腹腔注射AMPK抑制剂Compound C;外泌体组和外泌体+Compound C组在肾蒂夹闭前15 min经尾静脉注射外泌体。再灌注24 h检测各组小鼠血清肌酐和尿素氮水平、肾组织白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平、肾组织凋亡相关因子的表达。结果与结论:①人脐带间充质干细胞外泌体具有典型的茶托形态,直径分布在40-160 nm范围内,表达外泌体表面特异性标志膜蛋白;②与假手术组相比,肾缺血再灌注损伤小鼠肾脏更易聚集人脐带间充质干细胞外泌体;③外泌体预处理可减轻肾缺血再灌注小鼠肾损伤,降低肾小管上皮细胞凋亡水平,并且这种保护作用可被AMPK抑制剂所逆转。结果表明,人脐带间充质干细胞来源外泌体发挥肾缺血再灌注损伤的保护作用可能与激活AMPK/YAP1通路抗细胞凋亡有关。

关键词：人脐带间充质干细胞外泌体 AMPK-YAP1通路凋亡肾缺血再灌注损伤

中国西北地区老年高血压人群的健康相关生命质量研究

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中国全科医学 2025年第2期28卷 199-207页

作者：齐鸣瑞王文娟田利民甘肃中医药大学第一临床医学院甘肃省兰州市730000 甘肃省人民医院内分泌科甘肃省兰州市730000

背景高血压在中国是一个日益严重的公共卫生问题,近年来越来越多的研究开始关注高血压老年人的生命质量,并探讨影响其生命质量的因素,对于制订有效的高血压健康管理计划意义重大。目的本研究旨在利用中文欧洲五维度量表(EQ-5D-5L)和中文... 详细信息

背景高血压在中国是一个日益严重的公共卫生问题,近年来越来越多的研究开始关注高血压老年人的生命质量,并探讨影响其生命质量的因素,对于制订有效的高血压健康管理计划意义重大。目的本研究旨在利用中文欧洲五维度量表(EQ-5D-5L)和中文15D量表测量西北地区高血压老年人的健康效用值(HSU),评估健康相关生命质量(HRQoL),并探讨影响老年人HRQoL的主要因素。方法2021年在甘肃省兰州市随机招募2000名老年人,通过问卷调查、基础体检和实验室检查收集临床资料,采用EQ-5D-5L和15D量表测量HSU。采用亚组分析、Tobit回归和多元线性回归分析探究老年人HRQoL的影响因素。结果共有1784名老年人完整参与本次研究,其中50.9%的老年人血压正常,676名(37.9%)老年人为Ⅰ级高血压,152名(8.5%)为Ⅱ级高血压,48名(2.7%)为Ⅲ级高血压,这些患者的HSU在EQ-5D-5L中分别为0.949、0.942、0.933和0.921,在15D量表中分别为0.875、0.863、0.851和0.840。Tobit回归分析显示,在EQ-5D-5L中,性别、年龄、受教育年限、职业状态和年收入与老年人HSU相关(P<0.05),多元线性回归分析显示,在15D量表中,性别、年龄、受教育年限、高血压和饮酒与老年人HSU相关(P<0.05)。结论随着高血压分级的增加,EQ-5D-5L和15D量表的HSU均逐渐降低,表明HRQoL逐渐受损,影响老年人HRQoL的因素包括性别、年龄、高血压、受教育年限、婚姻状况、职业状态、年收入和饮酒。

关键词：健康相关生命质量老年人高血压 EQ-5D-5L 15D量表

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皮瓣缺血再灌注损伤的发病机制及治疗进展

中国组织工程研究 2025年第6期29卷 1230-1238页

作者：何波陈文马岁录何志军宋渊李金鹏刘涛魏晓涛王威威谢婧南阳市中医院河南省南阳市473007 甘肃省中医院甘肃省兰州市730050 西安市中医院陕西省西安市710000 甘肃中医药大学甘肃省兰州市730030

背景:皮瓣移植技术是治疗严重组织缺损的常用外科手术方式,但术后因缺血再灌注损伤容易引发皮瓣坏死,因此提高移植皮瓣的存活率仍是目前重要的研究课题。目的:综述皮瓣缺血再灌注损伤的发病机制及最新治疗进展。方法:检索CNKI、万方和Pu... 详细信息

背景:皮瓣移植技术是治疗严重组织缺损的常用外科手术方式,但术后因缺血再灌注损伤容易引发皮瓣坏死,因此提高移植皮瓣的存活率仍是目前重要的研究课题。目的:综述皮瓣缺血再灌注损伤的发病机制及最新治疗进展。方法:检索CNKI、万方和PubMed数据库中2014-2024年发表的相关文献,中文检索词为“皮瓣,缺血再灌注损伤,炎症反应,氧化应激反应,Ca^(2+)超载,细胞凋亡,间充质干细胞,富血小板血浆,信号通路,冲击波,预处理”,英文检索词为“flap,ischemia-reperfusion injury,inflammatory response,oxidative stress,Ca^(2+)overload,apoptosis,mesenchymal stem cells,platelet-rich plasma,signaling pathways,Shock wave,Pretreatment”。通过阅读文章剔除研究内容与文章主题关系不大、质量较差及内容陈旧文献,最终纳入77篇文献进行归纳总结。结果与结论:皮瓣缺血再灌注损伤损伤可能与炎症反应、氧化应激反应、Ca^(2+)超载、细胞凋亡等病理因素有关,引起皮瓣血管内皮细胞凋亡、血管损伤和微循环障碍,最终导致皮瓣坏死。研究发现,间充质干细胞移植、富血小板血浆、信号通路调节剂、冲击波及预处理等治疗方法均可以从不同方向在不同程度上缓解皮瓣缺血再灌注损伤,降低移植皮瓣的坏死率和坏死面积。关于皮瓣缺血再灌注损伤的治疗方法虽然很多,然而临床还未形成统一有效的治疗方法,各种治疗方法的优缺点也未进行对比研究,并且大部分研究都停留在动物实验阶段,临床观察研究甚少,因此未来还需要进行大量研究,逐步由动物实验向临床迈进,以便更好地为临床服务。

关键词：皮瓣缺血再灌注损伤炎症反应氧化应激反应 Ca^(2+)超载细胞凋亡间充质干细胞富血小板血浆信号通路冲击波预处理

谷胱甘肽对镉致猪肾PK-15细胞氧化损伤及凋亡的修复作用

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畜牧兽医学报 2025年

作者：董志芳张丽朱向博山西省畜禽育种有限公司太原动物园

（目的）本研究探索了谷胱甘肽（Glutathione，GSH）对镉（Cadmium，Cd）所引起的PK-15细胞损伤的修复功能及其背后的作用机制。本研究主要针对猪肾PK-15细胞，利用MTT检测、光学显微镜观察、透射电镜观察、JC-1染色、彗星试验和流式细... 详细信息

（目的）本研究探索了谷胱甘肽（Glutathione，GSH）对镉（Cadmium，Cd）所引起的PK-15细胞损伤的修复功能及其背后的作用机制。本研究主要针对猪肾PK-15细胞，利用MTT检测、光学显微镜观察、透射电镜观察、JC-1染色、彗星试验和流式细胞术等多种研究方法，检测GSH对Cd所造成的细胞氧化损伤及细胞凋亡的修复作用。研究结果显示，GSH显著缓解了Cd引起的PK-15细胞活性下降，维持ROS的稳态，从而缓解DNA和线粒体损伤及细胞凋亡等现象。Western blot结果表明，GSH可能通过上调抑制凋亡蛋白Bcl-2的表达、下调促凋亡蛋白Bax的表达，进而对Cd诱导的PK-15细胞凋亡产生抑制作用。综上所述，GSH可以通过抑制氧化应激反应和减少细胞凋亡来缓解Cd诱导的PK-15细胞损伤。

关键词：谷胱甘肽镉 PK-15细胞氧化损伤细胞凋亡