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针刀治疗膝骨关节炎大鼠的转录组测序及实验验证

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中国组织工程研究 2025年第20期29卷 4239-4248页

作者：刘彦彤王世轩赵双利魏巍王东海姜宗坤刘洪飞辽宁中医药大学辽宁省沈阳市110032 辽宁中医药大学附属第二医院骨伤一科辽宁省沈阳市110034 辽宁中医药大学附属第二医院骨伤四科辽宁省沈阳市110034 辽宁中医药大学附属第二医院骨伤二科辽宁省沈阳市110034

背景:针刀治疗膝骨关节炎临床疗效确切,但针刀干预膝骨关节炎在转录组水平上的调节机制仍未明确。目的:通过针刀干预骨关节炎大鼠,对软骨样本进行转录组测序和生物信息学分析并加以验证,揭示针刀干预骨关节炎大鼠的作用机制。方法:采用... 详细信息

背景:针刀治疗膝骨关节炎临床疗效确切,但针刀干预膝骨关节炎在转录组水平上的调节机制仍未明确。目的:通过针刀干预骨关节炎大鼠,对软骨样本进行转录组测序和生物信息学分析并加以验证,揭示针刀干预骨关节炎大鼠的作用机制。方法:采用随机数字表法将48只SD大鼠随机分为针刀组、模型组和假手术组,每组16只。针刀组、模型组采用内侧半月板失稳术建立骨关节炎模型,造模6周后针刀组大鼠每周进行1次针刀治疗,共治疗4周。治疗4周后,对各组大鼠膝关节进行Micro CT扫描,对关节软骨进行苏木精-伊红染色、番红O-固绿染色及Mankin评分,采用Elisa法检测血清炎症因子水平,对软骨样本进行转录组测序,采用R软件进行差异基因生物信息学分析,采用蛋白互作网络和Cytoscape软件筛选核心靶点并进行RT-qPCR验证。结果与结论:①相较于假手术组,模型组大鼠关节软骨表面粗糙不平、关节间隙狭窄,关节表层结构破坏,Mankin评分升高,血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶13水平显著上升(P<0.05);与模型组相比,针刀组大鼠关节软骨表面较为光滑,关节间隙增宽,关节表面轻微不规则,Mankin评分降低,血清白细胞介素6、肿瘤坏死因子α、基质金属蛋白酶13水平显著降低(P<0.05)。②基因本体论及京都基因组和基因组百科全书分析涉及蛋白分解代谢、自噬、丝裂原活化蛋白激酶、核因子kB及Wnt信号通路等,蛋白互作网络及Cytoscape筛选出共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子4个关键基因。③模型组大鼠关节软骨中共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子mRNA表达均低于假手术组(P<0.05),针刀组大鼠关节软骨中共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子mRNA表达均高于模型组(P<0.05)。④针刀干预可能作用于丝裂原活化蛋白激酶、核因子kB及Wnt等信号通路来促进软骨修复,并与共济失调毛细血管扩张突变、类Myb SWIRM和MPN结构域蛋白1、热休克蛋白90α1、NIPBL粘连蛋白负载因子基因的表达密切相关。

关键词：膝骨关节炎针刀骨关节炎模型内侧半月板韧带失稳术转录组测序差异基因动物实验实验验证工程化组织构建

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单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展

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中国组织工程研究 2025年第13期29卷 2812-2821页

作者：孙成涛孙广江戚晓楠程茗姚啸生辽宁中医药大学辽宁省沈阳市110847 辽宁中医药大学附属第二医院骨伤一科辽宁省沈阳市110034 辽宁中医药大学附属医院骨伤一科辽宁省沈阳市110032 中国医科大学沈阳市第四人民医院辽宁省沈阳市110031

背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐... 详细信息

背景:骨质疏松导致的脆性骨折发病率逐年上升,亟需探索其病理生理、潜在生物标志物、治疗靶点及有效药物。骨微环境中存在多种细胞,对骨代谢的维持至关重要。近几年,单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术被开发用于表征单个细胞的转录组,并逐步应用到骨质疏松症防治的研究。目的:综述单细胞转录组测序技术在骨质疏松症研究中的应用与进展。方法:由第一作者使用计算机检索Web of Science,PubMed和中国知网数据库中2009-2023年出版的文献,英文检索词为:“single-cell RNA sequencing,bone marrow derived stromal cells,osteoblasts,osteocytes,osteoclasts,immune cells,Bone marrow vascular endothelial cells”;中文检索词为:“单细胞转录组测序,骨髓间充质干细胞,成骨细胞,骨细胞,破骨细胞,免疫细胞,骨髓血管内皮细胞”;通过阅读筛选相关文献,最终纳入89篇文献进行综述分析。结果与结论:①单细胞转录组测序技术能够深入了解细胞发育、增殖、分化的轨迹及其调控机制。②影响骨密度的候选基因主要富集在骨髓间充质干细胞亚群,其中Sox9是关键的转录因子。③成骨细胞不同亚群中差异表达Runx2控制骨髓间充质干细胞向成骨细胞方向分化。④破骨细胞分化过程中RAB38与组蛋白修饰和转录调控动态变化有关。⑤单细胞层面研究证实,骨微环境中存在多种细胞间通讯,破骨细胞可能通过CD160-TNFRSF14配体-受体结合进行细胞间通讯;中性粒/单核细胞与成骨细胞间可能通过RESISTIN通路进行交互;浆样树突状细胞与成骨细胞系通过表皮生长因子通路进行交流;均可以为靶点预测和药物研发提供方向。⑥新的骨髓毛细血管内皮细胞亚群,称为S型内皮细胞,完全起源于骨骺次级骨化中心,甚至比H型血管更具有可塑性。⑦文章从细胞角度总结单细胞转录组测序技术在表征不同骨组织细胞的分化命运和分化轨迹、识别新的细胞亚群、鉴定细胞调控因子及明确细胞间通讯的研究进展,为探讨骨质疏松症的病理机制、筛选潜在诊断标志物、预测治疗靶点及探究药物作用机制提供细胞层面的信息。⑧未来单细胞测序技术将向单细胞多组学(基因组、蛋白组学及代谢组学)方向及结合其他诸如空间转录组技术为骨组织细胞变化提供更有价值的信息。

关键词：单细胞转录组测序骨质疏松骨代谢骨髓间充质干细胞骨细胞破骨细胞骨免疫学骨髓血管内皮细胞

3D打印个体化截骨导板结合定制钢板在开放楔形胫骨高位截骨中的应用

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1863-1869页

作者：马驰王宁陈拥魏志晗刘逢纪朴成哲沈阳医学院附属中心医院辽宁省沈阳市110075

背景:3D打印个体化截骨导板辅助开放楔形胫骨高位截骨治疗膝骨关节炎具有手术时间短、透视次数少、矫正精准度高等优点。但之前报道的截骨导板对周围软组织破坏严重、锁定钢板位置不当等问题依旧明显。目的:探究3D打印个体化截骨导板结... 详细信息

背景:3D打印个体化截骨导板辅助开放楔形胫骨高位截骨治疗膝骨关节炎具有手术时间短、透视次数少、矫正精准度高等优点。但之前报道的截骨导板对周围软组织破坏严重、锁定钢板位置不当等问题依旧明显。目的:探究3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助开放楔形胫骨高位截骨治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:收集20例确诊为膝骨关节炎的患者,按手术方法分为3D组和常规组,每组10例。3D组采用3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助开放楔形胫骨高位截骨手术,常规组进行常规开放楔形胫骨高位截骨手术。分析比较两组患者手术时间、透视次数、切口长度,术前和术后髋膝踝角、胫骨近端内侧角、胫骨后倾角以及计划矫正角度与实际矫正角度的差值,术前和术后1,3,6个月膝关节活动度及Lysholm评分,另外记录并发症发生情况。结果与结论:①3D组患者的手术时间、透视次数少于常规组,差异有显著性意义(P0.05);④两组患者均无并发症发生;⑤上述结果说明3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助和常规方法均有良好的临床疗效,但前者的手术时间更短,透视次数更少,术后膝关节功能恢复更快;并且3D打印个体化截骨导板可精准实现术前规划。

关键词： 3D打印个体化截骨导板定制钢板开放楔形胫骨高位截骨膝骨关节炎

海藻酸盐基复合水凝胶培养乳腺癌类器官中钙离子的关键作用

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4702-4709页

作者：林志光饶琪梁珊珊王若雨于炜婷大连大学附属中山医院肿瘤中心辽宁省大连市116001 大连大学中山临床学院辽宁省大连市116001 大连市海洋多糖生物材料转化医学重点实验室辽宁省大连市116001

背景:基质胶是当前培养肿瘤类器官的主要材料,但单纯基质胶不足以在体外模拟肿瘤生长的力学环境;在基质胶基础上引入海藻酸盐材料可提升水凝胶刚度,但水凝胶力学性能在长期培养中难以维持稳定。目的:在乳腺癌类器官培养体系中引入少量... 详细信息

背景:基质胶是当前培养肿瘤类器官的主要材料,但单纯基质胶不足以在体外模拟肿瘤生长的力学环境;在基质胶基础上引入海藻酸盐材料可提升水凝胶刚度,但水凝胶力学性能在长期培养中难以维持稳定。目的:在乳腺癌类器官培养体系中引入少量钙离子,观察其对基质胶-海藻酸钠水凝胶长期力学性能的维持作用。方法:(1)在恒定质量浓度(5 mg/m L)的基质胶中引入不同质量浓度(0,2.5,5 mg/m L)的海藻酸钠,分别制备低、中、高刚度水凝胶,使用流变仪定期测量水凝胶的力学性能。(2)将人三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231重悬于不同刚度的水凝胶预凝胶中,成胶后加入含(或不含)钙离子的乳腺癌类器官因子培养基,进行乳腺癌类器官培养,在设定的时间点,使用流变仪定期测量引入钙离子对水凝胶力学性能的影响,光学显微镜下观察乳腺癌类器官形态变化,统计第13天乳腺癌类器官成球率。乳腺癌类器官培养7 d后,加入不同浓度(0.1,1,10,100 nmol/L)的化疗药物多西他赛干预6 d,检测细胞活力,计算多西他赛的半抑制浓度IC_(50)。结果与结论:(1)海藻酸钠的加入有效提高了水凝胶的力学强度。(2)随着乳腺癌类器官培养时间的延长,水凝胶的力学强度均降低,培养第13天,中、高刚度水凝胶在含钙离子培养环境中的力学性能均显著高于在不含钙离子培养环境中的力学性能(P0.05)。在长期培养中(13 d),中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官随水凝胶力学性能的下降由圆形转化为梭形,而引入钙离子后两组乳腺癌类器官形态不随培养时间延长而改变。在培养环境中引入钙离子对低刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率无影响,但可提升中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官成球率。(3)在不含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,3组水凝胶组间的IC_(50)无明显差异(P>0.05);在含钙离子的培养环境中,随着多西他赛浓度的升高,乳腺癌类器官的细胞活力均降低,中、高刚度水凝胶组乳腺癌类器官的细胞活力强于低刚度水凝胶组,IC_(50)高于低刚度水凝胶组(P<0.05)。(4)结果表明,在乳腺癌类器官培养体系中引入钙离子可维持基质胶-海藻酸钠水凝胶的力学性能。

关键词：肿瘤类器官乳腺癌类器官海藻酸钠基质胶复合水凝胶基质刚度药物反应

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骨科机器人在临床应用中的分类及优缺点

中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3271-3279页

作者：孙成劼张德强大连医科大学附属第一医院辽宁省大连市116000

背景:步入智能时代以来,人们对应用于医疗方面的人工智能技术的研究热情越发高涨。在骨科领域,机器人辅助技术是最具吸引力的人工智能技术之一。经过近40年的发展,机器人辅助技术逐渐成熟,可参与的骨科手术种类逐渐增多,且起到至关重要... 详细信息

背景:步入智能时代以来,人们对应用于医疗方面的人工智能技术的研究热情越发高涨。在骨科领域,机器人辅助技术是最具吸引力的人工智能技术之一。经过近40年的发展,机器人辅助技术逐渐成熟,可参与的骨科手术种类逐渐增多,且起到至关重要的作用。目的:总结到目前为止骨科机器人在临床的应用情况,并分析其优缺点。方法:通过对PubMed数据库和中国知网已收录的相关文献进行检索,英文检索词为“robot-assisted technology,surgical robots,orthopaedic robots,robotic arm,orthopaedic,orthopaedic surgery,joint,spine,trauma,bone tumor”,中文检索词为“机器人辅助技术,手术机器人,骨科机器人,机械臂,骨科,骨科手术,关节,脊柱,创伤,骨肿瘤”。按照入选标准进行筛选共得到82篇相关性高的文献。结果与结论:目前机器人辅助技术在临床中的应用比较成熟,可用于大多数骨科手术中,有着不错的临床表现;骨科机器人主要优点包括缓解临床医生的工作压力、减少术中副损伤、缩短辐射暴露时间等,但同时也可能存在手术操作时间延长和术后并发症增加的情况。未来骨科机器人的发展将沿着高智能、低成本、更快捷等方向发展。

关键词：机器人辅助技术机械臂骨科智能技术传统术式

基于Citespace对人工智能在骨创伤研究的可视化分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 493-502页

作者：宋浩然张玉强谷娜智晓东王伟锦州医科大学附属第一医院骨科辽宁省锦州市121000 锦州医科大学骨外科学研究所辽宁省锦州市121000 锦州医科大学附属第一医院放射科辽宁省锦州市121000

背景:人工智能在医疗领域的发展日益迅速,在骨创伤领域的应用研究不断增多。文章旨在通过文献计量学分析,分析近年来人工智能在骨创伤领域中的研究热点,并预测未来的研究趋势。目的:总结人工智能技术在骨创伤领域的应用发展历程、研究... 详细信息

背景:人工智能在医疗领域的发展日益迅速,在骨创伤领域的应用研究不断增多。文章旨在通过文献计量学分析,分析近年来人工智能在骨创伤领域中的研究热点,并预测未来的研究趋势。目的:总结人工智能技术在骨创伤领域的应用发展历程、研究现状、热点和未来发展趋势,以期为今后的研究提供新的见解。方法:选择Web of Science核心集数据库中,时间跨度设为自建库至2023年8月,检索人工智能、机器学习、深度学习应用于骨创伤相关的文献420篇。通过人工筛选,导出与文章相关的文献共202篇,采用Citespace软件进行国家、机构、被引期刊和引文分析等的合作和关键词的共现等可视化分析。结果与结论:①分析筛选后纳入的202篇文献,总体发文量呈上升趋势,且在未来研究潜力巨大。研究中心性最高和发文量排名第一的国家均为美国。加州大学(美国)是发文量最多的研究机构。②人工智能在骨创伤研究中最常用的前5个关键词是深度学习、人工智能、骨密度、机器学习、诊断,中心性最高的关键词为骨密度,关键词数量最多的为深度学习。③共被引频次前10位的参考文献分别从多个方面介绍了人工智能技术应用于骨创伤领域诊断的可行性研究,其中8篇涉及骨关节损伤与深卷积神经网络,1篇涉及深度学习在CT检查中检测骨质疏松从而预防脆性骨折,1篇通过人工智能识别皮肤纹理变的特征应用于骨的特征性识别的相关性研究。④今后,人工智能的研究热点将主要集中在骨关节创伤和骨质疏松引发的骨折特异性研究上,未来研究趋势主要集中在提升人工智能算法的性能上,使用人工智能新技术对骨损伤进行精准划分和快速高效诊断,尤其是针对复杂和隐匿性骨折的诊断,通过建立有限元分析模型,实现对骨创伤的更加标准化评估。

关键词：人工智能骨创伤骨折机器学习深度学习文献计量学 Web of Science 影像诊断 Citespace 可视化分析

低频脉冲磁场慢性暴露对健康成年股四头肌收缩力及形态的影响

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中国组织工程研究 2025年第8期29卷 1634-1642页

作者：王选强张文洋李阳孔维签李伟王乐厉中山白石大连海洋大学体育部辽宁省大连市116023 东北大学信息科学与工程学院辽宁省沈阳市110819 大连医科大学附属第二医院超声科辽宁省大连市116021 沈阳工业大学信息科学与工程学院辽宁省沈阳市110034 东北大学体育部辽宁省沈阳市110819 福建师范大学体育科学学院福建省福州市350117

背景:目前已有关于低频脉冲磁场对骨骼肌结构形态影响研究发现了骨骼肌质量变化,但对接受慢性暴露后的形态变化未见相关研究。目的:观察低频脉冲磁场慢性暴露对腿部股四头肌最大自主收缩力与形态指标的影响,为使用该技术作为肌肉功能改... 详细信息

背景:目前已有关于低频脉冲磁场对骨骼肌结构形态影响研究发现了骨骼肌质量变化,但对接受慢性暴露后的形态变化未见相关研究。目的:观察低频脉冲磁场慢性暴露对腿部股四头肌最大自主收缩力与形态指标的影响,为使用该技术作为肌肉功能改善策略提供组织形态变化的参考依据。方法:招募普通健康受试者70名,随机分为接受磁场刺激的试验组与进行假治疗的对照组,每组35名,试验时长共计4周,试验组受试者每隔48 h进行1次15 min的低频脉冲磁刺激干预,对照组进行假治疗,干预间隔与时长与试验组一致,干预4周后观察不同组别受试者股四头肌最大自主收缩力值变化,利用B型超声影像作为评估手段,观察肌肉厚度、肌肉横截面积及羽状角指标的变化。结果与结论:①经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,68名受试者完成试验,试验组受试者股四头肌最大自主收缩力测试值显著增长(P=0.000),提升幅度显著高于对照组(P=0.008);②试验组受试者的肌肉形态3项指标均显著高于试验前测(P=0.000),而对照组肌肉厚度指标呈显著性下降(P=0.020),羽状角无显著性变化,横截面积显著性提升(P=0.000);③组间对比发现,试验组关于肌肉形态的肌肉厚度(P=0.012)、羽状角(P=0.003)及横截面积(P=0.049)3项指标均显著高于对照组;④上述数据证实,健康成年受试者经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,股四头肌的最大自主收缩力显著提升,同时观察到试验组的肌肉厚度、横截面积及羽状角3项肌肉形态指标的显著增长,对使用该技术作为肌肉改善的运动替代与医疗策略提供了肌组织形态改善的支持依据。

关键词：低频脉冲磁场慢性暴露瞬时感受器电位通道1 TRPC1 骨骼肌形态结构最大自主收缩力肌骨超声肌肉厚度肌肉横截面积羽状角双盲试验

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智能机器人在基层慢性病管理中的应用与挑战

中国全科医学 2025年第1期28卷 7-12,19页

作者：张璇张飞李铭麟王佳贺中国医科大学附属盛京医院全科医学科辽宁省沈阳市110000

全球慢性病患病率不断上升,给社会的发展和个人健康带来重大挑战。管理慢性病需要长期治疗和监测,对患者的生活方式提出了一定要求。随着人口老龄化和人们生活方式的改变,慢性病防控正变得越发重要。近年来,随着医疗卫生领域科技创新向... 详细信息

全球慢性病患病率不断上升,给社会的发展和个人健康带来重大挑战。管理慢性病需要长期治疗和监测,对患者的生活方式提出了一定要求。随着人口老龄化和人们生活方式的改变,慢性病防控正变得越发重要。近年来,随着医疗卫生领域科技创新向纵深发展,借助人工智能的智能机器人在医疗领域的应用也逐渐成为国家重要战略方向之一,传统的慢性病管理方法过于依赖医生和患者之间的线下交流,导致医生无法与患者保持长期且有效的沟通和随访,患者病情出现变化时医生可能无法及时发现和监测。此外,传统的慢性病管理方法通常是一种通用化的方法,无法充分考量到每位患者的个体差异。鉴于传统慢性病管理方法的局限性,本文提倡利用智能机器人提供更便捷高效的基层服务。本文认为,通过个性化健康管理方案、辅助医疗诊断、定时提醒服药等功能,使智能机器人能够致力于改善患者生活质量、减轻医疗资源压力,从而推动全球智能化医疗管理的发展。

关键词：智能机器人初级保健慢性病健康管理人工智能健康大数据

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研磨处理可注射牙髓细胞外基质促进牙髓再生

中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4663-4670页

作者：杨毓茜李文俊赵健陈岗大连医科大学附属第一医院口腔科辽宁省大连市116011

背景:可注射细胞外基质材料用于牙髓组织再生时,首先需要经过胃蛋白酶消化,再与其他基质成分如水凝胶结合使用,而这也意味着天然细胞外基质材料所保留的微环境遭到破坏。目的:探讨研磨处理条件下制备的可注射牙髓细胞外基质材料用于牙... 详细信息

背景:可注射细胞外基质材料用于牙髓组织再生时,首先需要经过胃蛋白酶消化,再与其他基质成分如水凝胶结合使用,而这也意味着天然细胞外基质材料所保留的微环境遭到破坏。目的:探讨研磨处理条件下制备的可注射牙髓细胞外基质材料用于牙髓组织再生的效果。方法:(1)将获取的猪牙来源牙髓组织经过脱细胞处理后制备成牙髓脱细胞基质材料,经过液氮冷冻、高速研磨处理后,制备成可注射牙髓细胞外基质材料,比较可注射牙髓细胞外基质材料和天然牙髓细胞外基质在细胞黏附效率和微结构方面的差异,免疫组化分析可注射牙髓细胞外基质中的细胞外基质蛋白质成分;(2)将接种有牙髓干细胞的可注射牙髓细胞外基质材料注入到牙本质基质材料构建的牙髓腔中,植入裸鼠皮下1,3,5周后取材,观察可注射牙髓细胞外基质材料的体内改建速率及其在裸鼠皮下的异位牙髓组织再生能力。结果与结论:(1)与天然牙髓细胞外基质相比,可注射牙髓细胞外基质材料显著提高了细胞黏附率,并保留了与天然牙髓细胞外基质相似的多孔胶原结构;(2)与天然牙髓细胞外基质相比,免疫组化染色显示可注射牙髓细胞外基质材料中层粘连蛋白、Ⅰ型胶原蛋白和整合素β1的表达没有显著变化,而纤连蛋白的表达显著下降;(3)体内实验显示,可注射牙髓细胞外基质材料具有优异的成血管能力,并促进了牙髓样组织的形成。结果表明,研磨处理的可注射牙髓细胞外基质材料可促进牙髓再生。

关键词：研磨人牙髓干细胞细胞外基质可注射牙髓组织再生支架材料