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等离子体活化介质技术及其生物医学应用

电工技术学报 2024年第12期39卷 3855-3868页

作者：刘定新张基珅王子丰张浩郭莉周仁武王小华荣命哲西安交通大学等离子体生物医学研究中心西安710049

等离子体生物医学兴起20余年来,已有多项技术通过美国食品药品监督管理局(FDA)认证并推广应用,但现有的应用方式主要采用等离子体直接处理生命体,存在处理面积小、作用深度浅、有效时间短、稳定性不足等问题,限制了等离子体生物医学的... 详细信息

等离子体生物医学兴起20余年来,已有多项技术通过美国食品药品监督管理局(FDA)认证并推广应用,但现有的应用方式主要采用等离子体直接处理生命体,存在处理面积小、作用深度浅、有效时间短、稳定性不足等问题,限制了等离子体生物医学的适用范围和应用效果。为此,在近10年研究基础上,发展了等离子体活化介质技术,即:采用等离子体活化处理气体、液体或水凝胶等介质材料,将活性粒子加载到介质材料中再应用,使等离子体生物医学从直接处理变革到间接处理,推动实现“更大面积、更深部位、安全稳定、持续有效”的应用升级。该文总结了等离子体活化介质技术的形成背景与研究现状,分析该技术当前面临的关键科学和技术问题,给出最新研究结果并展望未来发展方向,以期为同行学者和研究生提供参考。

关键词：等离子体生物医学等离子体活化介质活性粒子间接处理

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基于Notch信号通路抑制剂的多功能血管支架涂层制备及表征

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材料导报 2024年第12期38卷 44-51页

作者：金磊源胡芳坤姜晓娇夏立刘冉徐佳乐涂秋芬熊开琴西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 西南交通大学医学院生物医学工程研究院成都610031

炎症反应贯穿动脉粥样硬化(AS)全过程,且与AS病变部位血管支架植入后的一系列不良事件高度相关,包括支架内再狭窄(ISR)、晚期血栓(LST)以及支架内新生动脉粥样硬化(ISNA)等。在诸多炎性疾病(包括AS)的发生及进展过程中,Notch信号通路均... 详细信息

炎症反应贯穿动脉粥样硬化(AS)全过程,且与AS病变部位血管支架植入后的一系列不良事件高度相关,包括支架内再狭窄(ISR)、晚期血栓(LST)以及支架内新生动脉粥样硬化(ISNA)等。在诸多炎性疾病(包括AS)的发生及进展过程中,Notch信号通路均被异常激活。因此,Notch信号通路抑制剂(NSPI)的装载有望减轻炎症,进而缓解支架植入并发症。基于此,本工作提出了以聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)为载体,采用超声雾化喷涂法将Notch信号通路抑制剂RO4929097装载于支架表面的改性策略,构建NSPI/PLGA多功能血管支架。研究结果表明,NSPI/PLGA血管支架的RO4929097有效释放长达30 d,可同时实现抑制炎症反应、促进内皮细胞增殖和抗平滑肌细胞增殖以及抗凝血等多种功能,在介入治疗领域具有极大的应用潜力。

关键词：动脉粥样硬化血管支架炎症 Notch信号通路抑制剂超声雾化喷涂技术表面改性

多孔材料ZIF-8的制备及其对布洛芬的载药性能

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复合材料学报 2024年

作者：孙瑞华杨卓凡张芮博江奇卢晓英廖海西南交通大学医学院(生物医学工程研究院) 西南交通大学生命科学与工程学院西南交通大学磁浮技术与磁浮列车教育部重点实验室西南交通大学

由于难溶性药物低的溶解度，严重限制了其口服生物利用度。对此，结合金属—有机框架材料(MOFs)具有疏水性和高比表面积的特点，以溶液共沉淀法制备的MOF多孔材料ZIF-8作为载药基底。通过改变Zn2+与2-甲基咪唑(2-Methylimidazole)的摩... 详细信息

由于难溶性药物低的溶解度，严重限制了其口服生物利用度。对此，结合金属—有机框架材料(MOFs)具有疏水性和高比表面积的特点，以溶液共沉淀法制备的MOF多孔材料ZIF-8作为载药基底。通过改变Zn2+与2-甲基咪唑(2-Methylimidazole)的摩尔比，进而对ZIF-8的比表面积及孔径分布进行调控，然后对难溶性药物布洛芬(IBP)的负载性能进行研究。研究结果表明：当Zn2+与2-甲基咪唑的摩尔比为1：8时，材料ZIF-8(8)具有最大的比表面积和孔体积，分别为1187 m2/g和1.183 cm3/g，其对难溶性药物布洛芬的负载量高达21.8%。且药物载体复合材料IBP-ZIF-8(8)表现出良好的体外溶出度，在pH为2.5和7.4的磷酸缓冲溶液中，其累积溶出度均为98%左右。ZIF-8(8)处理的RAW246.7细胞存活率均高达94%以上，表现出良好的生物安全性。

关键词：有机-金属框架物 ZIF-8 布洛芬难溶性药物口服生物利用度

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外泌体调节小胶质细胞相关炎症的研究进展

中华神经外科杂志 2024年第1期40卷 99-103页

作者：徐菁树海峰余思逊解放军西部战区总医院神经外科成都610083 西南交通大学医学院生物医学工程研究院成都610031

小胶质细胞是中枢神经系统的天然免疫细胞,是神经炎症的主要介质。中枢神经系统疾病发生后,过度且持续的小胶质细胞炎症反应可增加血脑屏障的通透性,加快脑水肿的发生,诱导神经细胞凋亡。外泌体是一种直径为40~160nm的细胞外囊泡,无免... 详细信息

小胶质细胞是中枢神经系统的天然免疫细胞,是神经炎症的主要介质。中枢神经系统疾病发生后,过度且持续的小胶质细胞炎症反应可增加血脑屏障的通透性,加快脑水肿的发生,诱导神经细胞凋亡。外泌体是一种直径为40~160nm的细胞外囊泡,无免疫源性,可以通过血脑屏障。目前,许多研究发现外泌体通过调节小胶质细胞的活动和功能,在治疗各种神经系统疾病中显示出显著的抗炎作用,给中枢神经系统疾病的治疗提供了新的方法。因此,本文针对外泌体在中枢神经系统疾病中调节小胶质细胞相关炎症方面的研究进展进行综述,以期为后续的神经炎症治疗提供新的依据。

关键词：外泌体神经炎症小胶质细胞中枢神经系统疾病免疫源性血脑屏障脑水肿神经细胞凋亡

基于网络药理学探讨清肺排毒汤治疗急性呼吸窘迫综合征的作用机制

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中药药理与临床 2024年

作者：杨文竹廖鑫娅何志弦汪金悦王兴西南交通大学生命科学与工程学院西南交通大学医学院

目的：基于网络药理学的方法研究清肺排毒汤对油酸Oleic acid，OA）+脂多糖（，LPS）诱导的急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome ，ARDS）的作用机制，并通过动物实验进行验证。方法：通过 TCMSP、TCMID 数据库筛... 详细信息

目的：基于网络药理学的方法研究清肺排毒汤对油酸Oleic acid，OA）+脂多糖（，LPS）诱导的急性呼吸窘迫综合征（Acute respiratory distress syndrome ，ARDS）的作用机制，并通过动物实验进行验证。方法：通过 TCMSP、TCMID 数据库筛选出清肺排毒汤活性成分及靶点；利用 GEO 和 CTD数据库筛选出 ARDS 相关潜在靶点；根据韦恩图获取清肺排毒汤与ARDS的交集靶点；利用 String 数据库构建交集靶点的蛋白互作网络（PPI）；通过David数据库对交集靶点进行基因本体论（GO）分析和基因组百科全书通路（KEGG）富集分析；采用Cytoscape软件构建药物-成分-靶点-通路网络图，选择一条关键通路进行动物实验验证。结果：其中筛选出清肺排毒汤治疗ARDS的化学成分 442个，关键蛋白105个。GO分析得到2790个条目，发现潜在靶点可以作用于活性氧代谢过程的调节、细胞对化学的应激反应、蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶活性的调节等生物过程；KEGG 通路分析共富集到 182 条通路，其中包括丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号通路、PI3K-Akt信号通路、Kaposi肉瘤相关疱疹病毒感染、脂质和动脉粥样硬化等。动物实验结果显示，清肺排毒汤能下调ARDS大鼠肺组织中p-ERK及p-P38MAPK蛋白的表达。结论：本研究表明清肺排毒汤对 ARDS大鼠模型具有很好的保护作用，可通过抑制 MAPK 信号通路活化缓解大鼠ARDS。

关键词：清肺排毒汤急性呼吸窘迫综合征网络药理学丝裂原活化蛋白激酶信号通路

具有抗炎促内皮细胞生长的多功能药物洗脱支架的制备及表征

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表面技术 2024年

作者：周楠李梦茹黄楠汪川哲王文轩涂秋芬熊开琴西南交通大学医学院生物医学工程研究院西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室

目的血管支架植入是动脉粥样硬化心血管疾病最主要的临床治疗手段。丹酚酸B（SalB）是从丹参中提取的生物活性化合物，被证实具有强的抗炎功能及改善心血管功能的潜力，但目前的研究集中于通过静脉注射的给药方式干预心血管疾病，存在... 详细信息

目的血管支架植入是动脉粥样硬化心血管疾病最主要的临床治疗手段。丹酚酸B（SalB）是从丹参中提取的生物活性化合物，被证实具有强的抗炎功能及改善心血管功能的潜力，但目前的研究集中于通过静脉注射的给药方式干预心血管疾病，存在药物生物利用度低等缺点。基于此，本研究以聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）为药物释放载体，在血管支架表面构建SalB药物洗脱涂层，旨在实现药物在病灶处局部释放并提高支架长期功能。方法利用超声雾化喷涂技术在血管支架表面构建SalB/PLGA涂层。通过傅里叶变换红外吸收光谱仪（FTIR）、紫外分光光度计（UV-Vis）和场发射扫描电子显微镜（SEM）等表征手段对涂层的化学结构、药物释放行为和表面形貌进行检测。体外细胞实验用于评价该涂层的抗炎能力以及对内皮细胞（ECs）、平滑肌细胞（SMCs）的增殖影响。最后通过体外血液相容性和半体内血液循环实验评价该涂层的血液相容性以及抗血栓性能。结果材料学表征结果证明SalB/PLGA涂层构建成功，且涂层力学性能良好，可实现SalB长达28天的有效释放。细胞生物学结果表明该涂层具有一定的抗炎功能，促进内皮细胞的同时抑制平滑肌细胞的异常增殖。血液相容性及半体内循环实验结果表明，该涂层能有效减少了血小板的粘附、聚集与激活，具有抗血栓的能力。结论Sal B/PLGA血管支架涂层表现出潜在的抗炎、促内皮、抑制平滑肌增殖及抗血栓等特性，可为后续提高支架治疗功效的提供一种创新策略。

关键词：动脉粥样硬化炎症洗脱支架丹酚酸B 超声雾化喷涂技术

基于贻贝仿生构建高效抗菌及良好血液相容性的聚胺-酚表面

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表面技术 2024年第8期53卷 173-183页

作者：孟昊天李鹏程魏嘉佳王文轩李天瑀黄楠涂秋芬熊开琴杨志禄西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031 西南交通大学医学院生物医学工程研究院成都610031 南方医科大学附属东莞医院东莞市人民医院广东东莞523059

目的赋予血液接触类材料优异的表面抗菌性能。方法受天然贻贝黏附现象的启发,通过多巴胺(Dopamine,DA)、ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)、高碘酸钠(Sodium Periodate,NaIO4)构建一种简易、快速的聚胺-酚涂层(ε-PL@PDA),同时利用... 详细信息

目的赋予血液接触类材料优异的表面抗菌性能。方法受天然贻贝黏附现象的启发,通过多巴胺(Dopamine,DA)、ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)、高碘酸钠(Sodium Periodate,NaIO4)构建一种简易、快速的聚胺-酚涂层(ε-PL@PDA),同时利用ε-PL丰富的氨基质子化形成的阳离子,实现表面高效抗菌的目的。其中DA和ε-PL通过共价交联形成酚胺聚合物,酚胺共同介导基底材料黏附形成涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(SEM)、椭圆偏光、氨基定量、水接触角(WCA)等材料学表征评价ε-PL@PDA涂层的理化性能;通过菌落计数法、细菌活/死染、液体法等细菌实验评价涂层抗菌性能;通过内皮细胞黏附与增殖实验评价其细胞相容性;通过血小板黏附与激活及半体内血液循环实验验证其血液相容性。结果材料学表征结果证明,ε-PL@PDA富氨基涂层成功制备,同时ε-PL的浓度大小会影响涂层的沉积过程;细菌实验表明,ε-PL@PDA涂层具备优异的抗菌性能,当ε-PL质量浓度为3 mg/mL时,对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抑制率高达91%;细胞实验和血液相容性实验表明,相较于316不锈钢(316L SS),ε-PL的质量浓度为3、30 mg/mL时,涂层均不会促进细胞毒性增强、血小板黏附和激活以及血栓形成。结论ε-PL@PDA涂层能够在不影响细胞相容性和血液相容性的基础上有效提高表面抗菌能力,因此,该高效便捷且适用性强的表面抗菌策略或有助于解决临床血液接触类器械细菌感染等问题。

关键词：贻贝仿生多巴胺(DA) ε-聚赖氨酸(ε-PL) 表面改性抗菌

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基于光声谱分析的大鼠慢性前列腺炎评价

声学学报 2024年第3期49卷 424-430页

作者：王憧朱云开董琪李博艺封婷李颖陈亚青他得安复旦大学信息科学与工程学院生物医学工程系上海200438 上海交通大学医学院附属新华医院上海200092 复旦大学工程与应用技术研究院生物医学工程技术研究所上海200433

探究了使用光声谱参数评价慢性前列腺炎的可行性。通过对大鼠注射弗氏完全佐剂构建大鼠慢性前列腺炎症模型,使用光声显微仪器扫描前列腺组织切片获取原始光声信号。计算信号的功率谱参数(斜率、截距、平均谱功率和频谱质心偏移量),对获... 详细信息

探究了使用光声谱参数评价慢性前列腺炎的可行性。通过对大鼠注射弗氏完全佐剂构建大鼠慢性前列腺炎症模型,使用光声显微仪器扫描前列腺组织切片获取原始光声信号。计算信号的功率谱参数(斜率、截距、平均谱功率和频谱质心偏移量),对获得的谱参数进行了分析统计和参数成像,并讨论了不同频带的选择对评价结果的影响。实验结果表明,炎症组织与正常组织谱参数的统计结果和成像结果均存在显著性差异,使用频谱质心偏移量(SCS)成像可以区分炎症组织和正常组织,且在带宽固定的情况下,斜率参数和平均谱功率参数分别在高频谱段和低频谱段成像结果清晰,不同频带对截距参数成像的影响较小。

关键词：光声显微光声谱分析前列腺炎组织表征

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纳米酶在疾病治疗中的研究与应用

生物化学与生物物理进展 2024年第3期51卷 575-589页

作者：刘行李奕璇秦梓通赵佳雯周悦捷刘晓菲西安交通大学第一附属医院MED-X研究院再生与重建医学研究所西安710061 西安交通大学医学部西安710061

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行... 详细信息

纳米酶是一种新型的具有类酶活性的纳米颗粒人工酶,在生物检测、抗炎、抗氧化损伤和癌症治疗等疾病诊断和治疗领域展现出良好的应用前景。本文总结了具有不同类酶活性的纳米酶在疾病诊治中的应用,并对影响纳米酶活性的主要影响因素进行了阐述,将使相关研究人员更好地了解纳米酶的发展现状,并提供后续研究的相关线索。

关键词：纳米酶疾病治疗生物检测