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不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1783-1788页

作者：陈曦汤涛陈铜兵李青张文常州市第一人民医院江苏省常州市213003 苏州大学附属第三医院江苏省常州市213003 苏州大学苏州医学院骨科研究所江苏省苏州市215006

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力... 详细信息

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力学稳定性。方法:在已验证有效性的股骨有限元模型基础上,对模型进行必要的切割,造模成股骨A031-A2.1型转子间骨折,模拟临床手术方法置入不同的内固定系统,分别建立股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉、经皮加压钢板和股骨近端锁定钢板固定模型。约束4组模型股骨远端下所有节点,在股骨头上施加700,1400和2100N的压缩载荷,通过计算分析,观察各组模型的等效应力分布和压缩刚度,比较各组模型之间的力学稳定性。结果与结论:①通过计算分析,对比各组模型的变形量计算压缩刚度后,在各级载荷作用下,各组模型上压缩刚度呈现的趋势:生理组>股骨近端防旋髓内钉组>股骨近端锁定钢板组>经皮加压钢板组>动力髋螺钉组;完整的生理组模型的压缩刚度明显高于所有的手术组模型;②观察应力指标,因存在应力遮挡效应,致使各固定组的应力峰值均高于生理组,最大峰值均集中分布于各内固定上;其中股骨近端防旋髓内钉固定组应力峰值最小,动力髋螺钉固定组应力最高,应力分布趋势呈现:生理组一种内固定选择,呈现变形量小、应力峰值低,应力分布均匀的特性;经皮加压钢板组和股骨近端锁定钢板组的力学效果优良,固定效果接近股骨近端防旋髓内钉固定;动力髋螺钉固定效果欠佳,同比于其他内固定,其力学稳定性较差。

关键词：股骨转子间骨折内固定系统力学稳定性有限元分析等效应力压缩刚度

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Gαi蛋白在恶性肿瘤中的研究进展

医学综述 2025年第1期31卷 34-40页

作者：陈林周鹏苏州大学附属第三医院常州市第一人民医院神经外科江苏常州213003

恶性肿瘤的发生与细胞信号转导紊乱密切相关。G蛋白家族中的Gαi蛋白作为信号转导的重要参与者,在脑胶质瘤、骨肉瘤、乳腺癌和前列腺癌等恶性肿瘤中存在异常表达或活性改变。目前认为,Gαi蛋白在肿瘤的发生和发展过程中发挥作用,可能通... 详细信息

恶性肿瘤的发生与细胞信号转导紊乱密切相关。G蛋白家族中的Gαi蛋白作为信号转导的重要参与者,在脑胶质瘤、骨肉瘤、乳腺癌和前列腺癌等恶性肿瘤中存在异常表达或活性改变。目前认为,Gαi蛋白在肿瘤的发生和发展过程中发挥作用,可能通过调控细胞增殖、迁移和凋亡等途径参与癌变机制,这为靶向Gαi蛋白的个性化治疗提供了理论依据。未来的研究可以进一步探讨Gαi蛋白的具体分子机制及其在临床治疗中的应用潜力,为新型靶向药物的开发提供指导。

关键词：恶性肿瘤 Gαi蛋白胶质瘤骨肉瘤乳腺癌前列腺癌

加权共表达网络分析与机器学习识别类风湿关节炎滑膜中的关键基因

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 294-301页

作者：武英楷史高龙谢宗刚苏州大学附属第二医院江苏省苏州市215000 宁阳县第一人民医院山东省泰安市271000

背景:类风湿关节炎是一种全身的免疫相关性疾病,主要病理特点是关节滑膜炎性增生及关节软骨的破坏,其发病机制目前尚不明确,迫切需要发现新的具有高度敏感性和特异性的诊断标志物。目的:联合使用生物信息学技术及计算机学习算法,识别并... 详细信息

背景:类风湿关节炎是一种全身的免疫相关性疾病,主要病理特点是关节滑膜炎性增生及关节软骨的破坏,其发病机制目前尚不明确,迫切需要发现新的具有高度敏感性和特异性的诊断标志物。目的:联合使用生物信息学技术及计算机学习算法,识别并筛选类风湿关节炎患者滑膜中的关键基因,构建类风湿关节炎预测模型并进行验证。方法:从基因表达综合数据库中下载3个包含类风湿关节炎患者滑膜的数据集(GSE77298、GSE55235、GSE55457),GSE77298和GSE55235作为训练集,GSE55457作为测试集,共纳入66个样本,其中类风湿关节炎患者滑膜样本39个,正常滑膜样本27个。应用R语言筛选训练集中的差异基因,然后使用加权共表达网络将训练集中的基因模块化,选出关键模块中的特征基因,将差异表达基因和特征基因取交集,交集基因进入下一步机器学习。采用3种机器学习方法:最小绝对值收敛和选择算子算法、支持向量机-递归特征消除和随机森林算法对交集基因进一步分析获得枢纽基因,将枢纽基因再次相交即得到类风湿关节炎滑膜中的关键基因。以关键基因为变量构建预测类风湿关节炎的列线图模型,推测患者发生类风湿关节炎的危险程度,使用受试者工作特征曲线确定类风湿关节炎预测模型及其关键基因的诊断价值。结果与结论:①通过差异分析,训练集中共筛选出差异基因730个,加权共表达网络分析得到特征基因185个,两者交集基因159个;②最小绝对值收敛和选择算子发现枢纽基因4个,支持向量机-递归特征消除发现枢纽基因11个,随机森林发现枢纽基因5个,取交集后获得关键基因2个(TNS3、SDC1);③基于2个关键基因,在训练集及测试集种构建列线图,其校准预测曲线与标准曲线贴合较好,且预测类风湿关节炎发生的临床效能良好;④上述结果证实,基于生物信息及机器学习算法获得的TNS3和SDC1有可能成为类风湿关节炎诊断和治疗的关键靶点。

关键词：加权基因共表达网络机器学习算法类风湿关节炎关键基因预测模型

不同载荷条件下三种内固定方式治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 455-463页

作者：李正刚尚学红吴张李红孙朝军陈华东孙哲杨毅大理大学第一附属医院创伤骨科云南省大理市671000 大理市第一人民医院骨科云南省大理市671000 大理大学第一附属医院关节外科云南省大理市671000 昆明医科大学第一附属医院骨科云南省昆明市650032

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗Pauw... 详细信息

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷条件下的生物力学特性。方法:通过CT扫描获取健康成人股骨DICOM数据,导入Mimics 15.0软件,得到骨组织的粗糙模型,再通过Geomagics软件对Mimics导出的数据进行优化处理,然后根据空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统的临床应用参数采用Pro/E软件建立3种内固定模型并与股骨模型组装,最后导入Ansys软件进行加载、计算,分析3种内固定模型在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷的不同工况下股骨和内固定的应力分布和位移情况,以及股骨距和Ward三角区的应力特点。结果与结论:(1)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端应力均主要分布在股骨颈骨折端内上方,3种内固定模型的股骨近端、骨折端、Ward三角以及股骨距的应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(2)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端位移峰值均位于股骨头顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(3)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的位移峰值均位于内固定装置上方顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(4)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的应力均主要集中在内固定装置的骨折端附近区域,且内固定应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(5)结果表明,股骨颈系统的机械稳定性最佳,但是可能存在对于骨折端和股骨距应力遮挡的风险;股骨颈系统的内固定装置应力更为分散,内固定断裂风险更低。

关键词：股骨颈骨折内固定有限元分析生物力学单腿站立侧方跌倒股骨距 Ward三角

贻贝启发接枝骨形态发生蛋白2成骨活性肽的介孔生物玻璃修复股骨髁缺损

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4629-4638页

作者：俞磊张巍秦毅葛高然柏家祥耿德春苏州大学附属第一医院骨科江苏省苏州市215006

背景:骨形态发生蛋白2在胚胎发育、骨骼形成和再生修复中具有重要作用,但高剂量应用与癌症发病密切相关。骨形态发生蛋白2成骨活性段L20能够有效减少癌症等不良反应,并可显著促进骨组织再生。目的:将骨形态发生蛋白2活性肽段以贻贝衍生... 详细信息

背景:骨形态发生蛋白2在胚胎发育、骨骼形成和再生修复中具有重要作用,但高剂量应用与癌症发病密切相关。骨形态发生蛋白2成骨活性段L20能够有效减少癌症等不良反应,并可显著促进骨组织再生。目的:将骨形态发生蛋白2活性肽段以贻贝衍生肽模拟策略接枝在介孔生物玻璃表面,探究其对组织工程成骨性能的影响。方法:(1)采用模板法合成介孔生物玻璃纳米颗粒,采用一步法合成负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20的介孔生物玻璃纳米颗粒,表征负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔活性玻璃纳米颗粒的形貌与体外缓释性能。(2)分离提取SD大鼠骨髓间充质干细胞,传2代后分别与PBS(空白组)、介孔生物玻璃纳米颗粒(对照组)、负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒(实验组)共培养,采用细胞活死荧光染色和CCK-8法检测细胞毒性和细胞增殖,扫描电镜观察细胞黏附;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶染色、茜素红S染色与成骨相关基因表达检测。(3)取15只SD大鼠,建立双侧股骨髁缺损模型,采用随机数字表法分为3组:空白组(n=5)不植入任何材料,对照组(n=5)植入介孔生物玻璃纳米颗粒,实验组(n=5)植入负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒。术后8周,进行股骨Micro-CT扫描与组织形态观察。结果与结论:(1)扫描电镜下可见负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒为球形、单分散颗粒,透射电镜下可见其具有多孔结构,平均粒径为(268.10±0.58) nm,体外可缓释L20。(2)负载骨形态发生蛋白2成骨活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒无细胞毒性,并且可促进骨髓间充质干细胞的增殖与黏附;与空白组、对照组相比,实验组碱性磷酸酶活性与细胞外基质矿化能力均升高(P <0.05),碱性磷酸酶、Runx2、骨钙素mRNA表达升高(P <0.05)。(3)股骨Micro-CT扫描结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新生骨量与骨密度均升高(P <0.05);苏木精-伊红与Masson染色结果显示,与空白组、对照组相比,实验组新骨生成与胶原纤维均增加。(4)结果表明,负载骨形态发生蛋白2活性肽L20介孔生物玻璃纳米颗粒具有良好的生物相容性及体内外促成骨性能,可促进SD大鼠股骨髁缺损的再生修复。

关键词：骨形态发生蛋白2成骨活性肽介孔生物玻璃纳米颗粒邻苯二酚成骨细胞分化股骨髁缺损骨组织工程生物材料

利格列汀调控巨噬细胞极化和破骨细胞形成缓解磨损颗粒诱导的骨质溶解

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中国组织工程研究 2025年第12期29卷 2421-2428页

作者：杨鹏张巍李文明李文豪吴泽彬周军耿德春苏州大学附属第一医院骨科江苏省苏州市215006

背景:研究发现,在利格列汀的干预下,巨噬细胞更多的由M1转向M2极化,降低了相关炎性因子的释放,缓解了局部炎症。目的:探讨利格列汀对巨噬细胞极化、破骨细胞活化及磨损颗粒诱导炎性骨溶解的影响。方法:(1)细胞实验:①巨噬细胞极化:将RAW... 详细信息

背景:研究发现,在利格列汀的干预下,巨噬细胞更多的由M1转向M2极化,降低了相关炎性因子的释放,缓解了局部炎症。目的:探讨利格列汀对巨噬细胞极化、破骨细胞活化及磨损颗粒诱导炎性骨溶解的影响。方法:(1)细胞实验:①巨噬细胞极化:将RAW264.7细胞分4组培养,对照组细胞加入高糖培养基;M1诱导组加入M1诱导培养基(含脂多糖100 ng/mL和干扰素γ20 ng/mL的高糖培养基)模拟炎症环境;利格列汀低、高剂量组分别加入50,200 nmol/L利格列汀处理4 h后加入M1诱导培养基。巨噬细胞极化诱导24 h后,分别进行巨噬细胞极化免疫荧光染色和RT-PCR检测。②破骨细胞活化:将RAW264.7细胞分为4组培养,对照组使用高糖培养基培养,破骨细胞诱导组、利格列汀低剂量组及高剂量组进行破骨细胞诱导,待微小破骨细胞成形后,用利格列汀(50,200 nmol/L)分别干预细胞3 d,进行细胞抗酒石酸酸性磷酸酶染色和RT-PCR检测。(2)动物实验:将24只雄性C57BL/6J小鼠随机分为4组,即假手术组、模型组、利格列汀低剂量组及高剂量组,后3组通过将钛颗粒悬浊液注射至颅骨表面建立颅骨骨溶解模型,从造模后第2天开始,利格列汀低、高剂量组分别灌胃利格列汀(2,10 mg/kg),每天1次,造模3周后,检测血清巨噬细胞极化标志蛋白及炎性因子水平,收集颅骨进行micro-CT扫描、骨参数分析及苏木精-伊红染色评估骨溶解及形态学变化。结果与结论:①细胞实验:与M1诱导组比较,利格列汀低、高剂量组可显著抑制巨噬细胞的M1极化、促进M2极化(P<0.01),且以高剂量组效果更显著(P<0.01)。与破骨诱导组比较,利格列汀低、高剂量组可抑制破骨细胞的活化及骨质吸收,且以高剂量组抑制更显著。与对照组比较,M1诱导组炎性因子mRNA表达升高(P<0.01),而与M1诱导组相比较,利格列汀低、高剂量组炎性因子mRNA表达显著降低(P<0.01)。与对照组比较,破骨诱导组破骨功能标志物的mRNA表达升高(P<0.01);与破骨诱导组比较,利格列汀低、高剂量组破骨功能标志物的mRNA表达降低(P<0.01),且以高剂量组降低更明显。②动物实验:钛颗粒植入导致小鼠颅骨骨溶解破坏,利格列汀可抑制钛颗粒诱导的骨溶解,其中以高剂量组抑制作用更显著。结果表明利格列汀具有调节巨噬细胞极化、抑制破骨细胞活化及对骨骼系统的保护作用。

关键词：利格列汀巨噬细胞极化破骨细胞活化磨损颗粒无菌性假体松动假体周围骨溶解

小分子药物TD-198946促进大鼠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13期29卷 2648-2654页

作者：杨超罗宗平苏州大学附属第一医院骨科苏州大学骨科研究所江苏省苏州市215006

背景:小分子药物TD-198946是一种能诱导干细胞形成软骨的高效软骨生成剂,但目前尚不清楚其对成骨分化的作用。目的:探讨小分子药物TD-198946促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的效果及其作用机制。方法:提取SD大鼠骨髓间充质干细胞,利用... 详细信息

背景:小分子药物TD-198946是一种能诱导干细胞形成软骨的高效软骨生成剂,但目前尚不清楚其对成骨分化的作用。目的:探讨小分子药物TD-198946促进大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化的效果及其作用机制。方法:提取SD大鼠骨髓间充质干细胞,利用CCK-8法评估不同浓度TD-198946对骨髓间充质干细胞增殖的影响,确定TD-198946的最佳使用浓度;然后加入最适浓度TD-198946和成骨分化培养基对骨髓间充质干细胞进行成骨诱导;成骨诱导第3天用qRT-PCR检测碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原基因表达;成骨诱导第7天进行碱性磷酸酶染色,Western blot检测Runt相关转录因子2、Ⅰ型胶原、AKT、p-AKT、PI3K、p-PI3K蛋白表达;成骨诱导第21天进行茜素红染色。结果与结论:①CCK-8实验结果显示,100 nmol/L TD-198946能促进骨髓间充质干细胞增殖;②碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,TD-198946能促进大鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化;③qRT-PCR结果显示,TD-198946可促进成骨相关基因碱性磷酸酶、Runt相关转录因子2、骨桥蛋白、骨钙蛋白、Ⅰ型胶原的表达;④Western blot结果显示,TD-198946可促进Runt相关转录因子2、Ⅰ型胶原以及p-PI3K、p-AKT蛋白表达。结果表明,小分子药物TD-198946可能通过激活PI3K/AKT信号通路,诱导大鼠骨髓间充质干细胞成骨分化。

关键词：骨髓间充质干细胞 TD-198946 成骨分化 PI3K/AKT信号通路 AKT p-AKT

拉伸条件下聚二甲基硅氧烷表面粗糙度对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 1981-1989页

作者：胡泽遵杨反磊徐浩罗宗平苏州大学附属第一医院骨科研究所江苏省苏州市215000

背景:研究表明,机械刺激对骨髓间充质干细胞的谱系特异性分化至关重要。然而,机械拉伸条件下不同粗糙度表面的骨髓间充质干细胞成骨分化情况尚不清楚。目的:探讨拉伸条件下聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)表面粗糙度对骨髓... 详细信息

背景:研究表明,机械刺激对骨髓间充质干细胞的谱系特异性分化至关重要。然而,机械拉伸条件下不同粗糙度表面的骨髓间充质干细胞成骨分化情况尚不清楚。目的:探讨拉伸条件下聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS)表面粗糙度对骨髓间充质干细胞成骨分化的影响及作用机制。方法:通过不同目砂纸(120目、1 000目和10 000目)在PDMS表面构建3种不同粗糙度的形貌(PDMS-120M、PDMS-1000M和PDMS-10000M),与空气接触的PDMS表面作为对照组。采用RT-q PCR检测静态条件下和拉伸条件下(0%,2%,4%,6%拉伸幅度)不同粗糙度PDMS表面的骨髓间充质干细胞中成骨相关基因表达。采用RT-q PCR、Western blot检测2%拉伸条件下不同粗糙度表面骨髓间充质干细胞中SIRT1、成骨相关基因和蛋白表达,采用碱性磷酸酶染色、茜素红染色观察2%拉伸条件下不同粗糙度PDMS表面骨髓间充质干细胞的成骨分化能力。结果与结论:(1)静态条件下粗糙度为(13.51±2.11)μmPDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞成骨基因表达最高;(2)相对光滑PDMS表面的骨髓间充质干细胞在4%拉伸幅度条件下有更好的成骨分化效果,而PDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞在2%拉伸幅度条件下有更好的成骨分化效果;(3)在2%拉伸幅度条件下,粗糙度为(13.51±2.11)μm PDMS-1000M表面的骨髓间充质干细胞有更好的成骨分化效果,可能与激活SIRT1信号通路有关。

关键词：骨髓间充质干细胞成骨分化机械刺激机械拉伸粗糙度信号通路 SIRT1

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距骨骨软骨损伤治疗方案的个性化组合

中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4584-4592页

作者：陈学明佘昶无锡市第九人民医院(苏州大学附属无锡九院)足踝外科江苏省无锡市214000 苏州大学附属第二医院骨科江苏省苏州市215004

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和... 详细信息

背景:距骨骨软骨损伤根据不同分型或临床症状,采取不同的治疗方法,包括保守治疗、手术治疗和生物制剂治疗。保守治疗大多可短时缓解症状和延缓病情;近年来关节镜下微骨折、克氏针钻孔、距骨软骨移植、自体骨软骨细胞移植、干细胞移植和生物制剂富血小板血浆等方法,都取得了不错的疗效。目的:对距骨骨软骨损伤的治疗进展进行总结,为其临床治疗提供参考。方法:第一作者以“talus,osteochondral lesions of the talus,微骨折,移植术,富血小板血浆,干细胞”为检索词,检索Pub Med数据库及中国知网2019年1月至2024年1月的相关文章。共纳入67篇文献进行综合分析。结果与结论:(1)目前治疗距骨骨软骨损伤的方式较多,对于Hepple分型Ⅰ和Ⅱ型病变保守康复治疗和生物制剂可缓解病情;Hepple分型Ⅲ型及以上且病变直径一种治疗新方式,多用于组合治疗;(3)针对距骨骨软骨损伤的治疗,需要考虑到软骨损伤的面积、部位等诸多因素,其治疗方案的选择还应考虑医疗技术开展情况以及患者接受程度、经济状况等因素,建议对各种方案进行个性化组合治疗,以取得更为良好的效果。

关键词：距骨距骨骨软骨损伤微骨折移植术富血小板血浆干细胞