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游泳运动对大鼠创伤性关节挛缩的影响及机制

中国组织工程研究 2025年第2期29卷 262-268页

作者：税晓平李春莹张鑫李彬冯超周宏宇陈科廖莹莹四川中医药高等专科学校四川省绵阳市621000 绵阳市骨科医院四川省绵阳市621000 绵阳市中医医院四川省绵阳市621000 四川省骨科医院四川省成都市610041

背景:早期运动是预防创伤性关节挛缩的主要方式,也是近期研究热点。游泳运动借助水的特殊物理特性,可能是潜在有益的干预方式。目的:观察游泳运动对大鼠关节挛缩发展的影响,探究游泳运动预防关节挛缩的相关机制。方法:24只SD大鼠随机分... 详细信息

背景:早期运动是预防创伤性关节挛缩的主要方式,也是近期研究热点。游泳运动借助水的特殊物理特性,可能是潜在有益的干预方式。目的:观察游泳运动对大鼠关节挛缩发展的影响,探究游泳运动预防关节挛缩的相关机制。方法:24只SD大鼠随机分为空白对照组(n=8)和关节挛缩造模组(n=16),手术制备膝关节挛缩模型后,再随机分为手术对照组(n=8)和游泳干预组(n=8)。游泳干预组在术后第2周开始游泳干预,共干预5周。在术后第6周,测试各组大鼠体质量、术侧膝关节活动度、股四头肌直径,计算直径-体质量指数;苏木精-伊红染色观察膝关节囊和股四头肌病理变化;Masson染色观察关节囊胶原纤维化改变;免疫组化检测膝关节囊中转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白表达;Western blot检测股四头肌中MuRF1蛋白的表达。结果与结论:①与空白对照组比较,手术对照组和游泳干预组大鼠膝关节活动度下降,总伸膝受限角度和关节源性伸膝受限角度均明显增加(P<0.01),股四头肌直径下降(P<0.01),关节囊出现明显纤维化表现,股四头肌萎缩,手术对照组直径-体质量指数降低(P<0.01);与手术对照组比较,游泳干预组大鼠膝关节活动度和股四头肌直径明显增加(P<0.01),关节囊纤维化病变和股四头肌萎缩明显改善;②与空白对照组比较,手术对照组和游泳干预组大鼠关节囊中胶原纤维含量、转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白表达均增加(P<0.01);与手术对照组比较,游泳干预组大鼠关节囊中胶原纤维含量、转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白表达均降低(P<0.01);③与空白对照组比较,手术对照组和游泳干预组大鼠股四头肌中MuRF1蛋白表达增加(P<0.05);与手术对照组比较,游泳干预组大鼠股四头肌中MuRF1蛋白表达降低(P<0.05)。结果表明:早期游泳干预能够降低创伤性挛缩大鼠关节囊中转化生长因子β1和Ⅰ型胶原蛋白表达,降低股四头肌中MuRF1蛋白表达,提高关节活动度和股四头肌直径,抑制关节挛缩的发展。

关键词：关节挛缩肌肉萎缩游泳运动关节活动度大鼠

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微重力导致骨质疏松的机制

中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2132-2140页

作者：向德剑梁晓远王胜红陈长顺田聪闫振兴耿彬夏亚一兰州大学第二临床医学院甘肃省兰州市730000 兰州大学第二医院骨科甘肃省兰州市730000 甘肃省骨科临床研究中心甘肃省兰州市730000 甘肃省智能骨科行业技术中心甘肃省兰州市730000

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力... 详细信息

背景:在微重力环境中骨吸收和骨形成的失衡,导致航天员出现严重的骨质流失。现有研究表明,微重力环境下的骨质流失是由多种细胞、组织和系统共同作用的结果。目的:综述微重力对不同的细胞、组织或系统产生不同的生物学效应,总结微重力导致骨质疏松发生的机制。方法:在Pub Med、Web of Science和Cochrane图书馆数据库检索2000-2023年的相关文献,纳入标准为与微重力导致骨质疏松相关的组织工程研究和基础研究的所有文章,最终对85篇文献进行综述。结果与结论:(1)在微重力环境下,骨髓间充质干细胞更倾向于向成脂细胞分化,减少向成骨细胞分化,而微重力环境中的造血干细胞则更倾向于分化为破骨细胞,减少向红系分化;同时,微重力抑制成骨细胞增殖和分化、促进成骨细胞凋亡、改变细胞形态及降低成骨细胞矿化能力,显著增加破骨细胞数量和活性并且阻碍成骨细胞向骨细胞分化,促进骨细胞的凋亡。(2)在微重力环境下,人体会出现骨骼肌萎缩、微血管重塑、骨微循环障碍及内分泌紊乱等组织或系统的变化,这些变化会导致骨骼微环境下机械应力卸载,血液灌注不足以及钙循环紊乱等,对骨质疏松的发生产生了重要的影响。(3)目前,微重力导致骨质疏松的机制较为复杂,通过更深入的研究这些生理机制对于确保航天员在长期太空任务中的健康至关重要,并为预防和治疗骨质疏松症提供了理论依据。

关键词：微重力成骨细胞骨形成破骨细胞骨吸收骨质流失机械卸载骨稳态增殖分化细胞凋亡

激素性股骨头坏死动物模型的造模方式和评价标准

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4560-4567页

作者：吴秀丽阎晓霞任之强孙楠李金菊河南中医药大学河南省郑州市450000 河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院) 河南省郑州市450000

背景:激素性股骨头坏死是非创伤性股骨头坏死的关键危险因素,近年来发病率逐渐上升,但其具体发病机制尚不清楚,寻找一个合理的动物模型对于疾病研究及治疗至关重要。目的:综述近年来常用的激素性股骨头坏死动物模型,分析不同造模方式和... 详细信息

背景:激素性股骨头坏死是非创伤性股骨头坏死的关键危险因素,近年来发病率逐渐上升,但其具体发病机制尚不清楚,寻找一个合理的动物模型对于疾病研究及治疗至关重要。目的:综述近年来常用的激素性股骨头坏死动物模型,分析不同造模方式和评价标准的优缺点,为后续研究提供参考。方法:以“股骨头坏死,激素性股骨头坏死,动物模型,femoral head necrosis,osteonecrosis of the femoral head,steroid-induced osteonecrosis of the femoral head,animal model”为关键词,在中国知网、万方及Pub Med等数据库中检索2013-2023年发表的文献,根据纳入标准,纳入61篇文献进行综合分析,其中英文文献38篇,中文文献23篇。结果与结论:(1)兔子、大鼠和鸡是目前在激素性股骨头坏死模型研究中应用较多的动物;(2)激素联合脂多糖或马血清建模死亡率低,模型成功率高,稳定性强;(3)组织病理学是评价模型金标准,但需要终止实验,不利于后续实验研究,所以寻找一种无创替代方法仍是未来的努力方向;(4)目前尚未探索出一种理想激素性股骨头坏死动物模型,未来研究者需继续努力早日在该领域实现突破。

关键词：激素性股骨头坏死组织病理学动物模型造模综述

双侧经皮椎体强化术中不同骨水泥填充量及分布形态的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第10期29卷 2006-2014页

作者：包雄吴枭唐锡杰张友高蔡进奎李章华武汉大学中南医院湖北省武汉市430062 武汉科技大学医学院湖北省武汉市430081 武汉市第三医院骨科湖北省武汉市430074

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水... 详细信息

背景:采用双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折中,作者发现当骨水泥注射总量达4 mL及以上时会在X射线片上呈现不同的分布形态,然而关于骨水泥分布形态对骨折椎体生物力学特性的影响鲜有报道。目的:利用有限元法进一步探讨骨水泥填充量及分布形态对骨折椎体生物力学的影响。方法:建立L_1-L_3骨质疏松有限元模型,在L_2节段模拟椎体压缩骨折,在骨质疏松性椎体压缩骨折模型上分别模拟4 mL及6 mL骨水泥注入量及双侧部分融合(FH型)、完全融合(FO型)、对称分离(SA型)、非对称分离(SN型)4种骨水泥分布形态,共获得9组模型。在相同边界条件下进行三维有限元求解,比较L_2骨折椎体的应力及位移。结果与结论:(1)9组模型的最大应力均集中于L_2骨折区域,各骨水泥填充骨折模型的L_2最大应力和最大位移均小于无骨水泥填充骨折模型,说明骨水泥填充治疗骨质疏松性椎体压缩骨折有效;(2)与4 mL骨水泥填充相比,6 mL骨水泥填充在提高骨折椎体稳定性的同时可显著降低骨折椎体应力,增强椎体强度;(3)在相同运动状态下,FH型组骨折椎体应力均为最小,其次为SA型组,该两组接近,FO型组骨折椎体应力最大,在侧弯动作中尤为明显,可能与骨水泥团块形状导致侧方应力集中有关;FH型组骨折椎体位移最小,FO型组骨折椎体位移最大;(4)结果显示,增加骨水泥注入剂量可以降低骨折椎体应力,提高稳定性,但会增加渗漏风险;双侧对称弥散分布骨水泥(FH型、SA型)在恢复椎体强度及稳定性上均优于完全融合、非对称分离骨水泥,因此,临床上行双侧经皮椎体强化治疗骨质疏松性椎体压缩骨折时,首先保证双侧对称弥散分布,优先推荐双侧部分融合型分布,可获得合适的应力刺激及较好的稳定性。

关键词：骨水泥骨质疏松椎体压缩骨折经皮椎体强化有限元分析

下肢关节置换前糖皮质激素静脉注射对疗效及安全性影响的Meta分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 599-607页

作者：王建磊何培亮孙永建广东医科大学广东省湛江市524000 暨南大学附属广州红十字会医院创伤骨科广东省广州市510000 南方医科大学第三附属医院儿童骨科广东省广州市510000

目的:术前静脉用糖皮质激素对下肢关节置换患者的临床疗效及安全性仍存在争议。因此进行了一项基于随机对照试验的荟萃分析,以评估术前静脉注射糖皮质激素对临床下肢关节置换治疗的有效性和安全性。方法:系统检索了中外数据库截至2023年... 详细信息

目的:术前静脉用糖皮质激素对下肢关节置换患者的临床疗效及安全性仍存在争议。因此进行了一项基于随机对照试验的荟萃分析,以评估术前静脉注射糖皮质激素对临床下肢关节置换治疗的有效性和安全性。方法:系统检索了中外数据库截至2023年6月关于术前静脉注射糖皮质激素对下肢关节置换疗效及安全性影响的随机对照试验,包括PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane图书馆、中国万方数据库和中国知网。试验组术前静脉注射糖皮质激素以控制疼痛;对照组使用安慰剂或静脉生理盐水;观察指标包括术后静息疼痛评分、术后C-反应蛋白、术后5 m步行试验疼痛评分、住院天数、手术时间、术后追加吗啡阿片类药物量、术后发生恶心呕吐反应及术后假体周围感染并发症。结果:①共纳入9项随机对照试验,包括613例患者(糖皮质激素311例,对照组302例);②与对照组相比,术前静脉注射糖皮质激素可显著降低下肢关节置换患者术后6,12 h的静息疼痛评分及术后第1天下地活动5 m的疼痛评分;此外,糖皮质激素组在术后追加吗啡阿片类药物需要量减少、术后恶心呕吐发生率降低,术后3 d内炎症C-反应蛋白水平较对照组降低,住院天数缩短,差异均有显著性意义(P<0.05);③但是两组患者关节置换术后感染发生率、手术时长及24,48 h的疼痛评分则无明显差异。结论:作为一种有效的围术期多模式镇痛方案,术前静脉注射糖皮质激素是改善下肢关节置换患者术后超急性疼痛和关节活动有效和安全的方法;但需要更多的研究来确定糖皮质激素的最佳剂量和类型,以最大限度地控制疼痛。

关键词：关节置换糖皮质激素术后疼痛安全性 Meta分析

椎体骨皮质强化差异对骨质疏松性椎体压缩性骨折生物力学的影响

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4430-4438页

作者：方伟黄兴桦屈波杨红胜重庆市云阳县中医院骨伤科重庆市404500 成都医学院附属第一医院骨科四川省成都市610500

背景:骨质疏松性椎体压缩性骨折经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体内的骨皮质强化区域对脊柱生物力学及临床疗效有重要影响,但以往研究大多局限于二维层面。目的:采用有限元分析法探讨经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体三维层面内骨皮质强... 详细信息

背景:骨质疏松性椎体压缩性骨折经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体内的骨皮质强化区域对脊柱生物力学及临床疗效有重要影响,但以往研究大多局限于二维层面。目的:采用有限元分析法探讨经皮椎体成形过程中骨水泥在椎体三维层面内骨皮质强化差异对骨质疏松性椎体压缩性骨折椎体、邻近椎间盘及终板生物力学分布的影响,以评估其效果。方法:建立T12椎体骨质疏松性压缩性骨折行经皮椎体成形治疗的有限元模型,从横断面、矢状面、冠状面对骨水泥有无皮质强化情况进行分组分析,研究不同体位变化下,骨皮质强化对T12椎体松质骨、皮质骨、T11/T12椎间盘、T12/L1椎间盘、T11下终板、L1上终板生物力学的影响。结果与结论:(1)在垂直压缩力作用下,经皮椎体成形过程中有或无骨水泥皮质强化在不同体位变化下除伤椎皮质骨以外结构应力变化均不明显;(2)伤椎皮质骨Von Mises应力值在人体前屈、左/右侧弯和左/右轴向旋转时差异显著,同一平面内骨皮质完全强化组较无骨皮质强化组最大Von Mises应力值明显变小,随着骨皮质强化越广泛Von Mises应力值整体呈下降趋势;(3)提示行经皮椎体成形治疗时,横断面内骨水泥应尽量广泛对称水平分布于椎体骨皮质边缘,矢状面内骨水泥应广泛纵向分布且靠近上下终板及前后壁,冠状面内骨水泥应广泛分布于中线两侧同时对称接触上下终板及侧壁,可有效避免伤椎再骨折风险且不增加邻椎骨折、残留盘源性疼痛风险。

关键词：经皮椎体成形骨皮质强化骨质疏松性椎体压缩性骨折邻近椎间盘终板三维有限元分析生物力学

Apelin-13抑制巨噬细胞M1极化缓解全身炎症性骨丢失

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中国组织工程研究 2025年第8期29卷 1548-1555页

作者：王文涛侯振扬王熠军徐耀增苏州大学附属第一医院骨科江苏省苏州市215006 滕州市中心人民医院关节运动医学科山东省滕州市277500

背景:Apelin-13因具有抗炎和抗氧化等生物活性,在神经炎症、心血管损伤和肺炎等临床常见疾病中发挥着有效的治疗作用,然而对于Apelin-13在治疗炎症性骨丢失中是否同样具有良好的疗效目前尚无相关基础研究。目的:探究Apelin-13对炎症性... 详细信息

背景:Apelin-13因具有抗炎和抗氧化等生物活性,在神经炎症、心血管损伤和肺炎等临床常见疾病中发挥着有效的治疗作用,然而对于Apelin-13在治疗炎症性骨丢失中是否同样具有良好的疗效目前尚无相关基础研究。目的:探究Apelin-13对炎症性骨丢失的治疗作用及其机制,以期探究治疗炎症性骨丢失的潜在药物。方法:①体外实验:将RAW264.7细胞分为3组:对照组,脂多糖组和治疗组。对照组只加入DMEM完全培养基;脂多糖组加入脂多糖(100 ng/mL)诱导炎症DMEM培养基;治疗组加入10 nmol/L Apelin-13+脂多糖诱导炎症DMEM培养基。诱导炎症24 h后,使用Western Blot检测M1型巨噬细胞的标志蛋白诱导型一氧化氮合酶和CD86的表达,并使用细胞免疫荧光染色检测诱导型一氧化氮合酶的表达。并在对照组、脂多糖组和治疗组中同时加入等量的核因子κB受体活化因子配体(50 ng/mL)诱导破骨细胞,诱导6 d后使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色和F-actin染色评估破骨细胞诱导的结果。②体内实验:将18只C57BL/6雄性小鼠随机分为3组:假手术组、脂多糖组、治疗组。假手术组连续1周在小鼠腹腔内注射0.1 mL的PBS;脂多糖组注射0.1 mL含脂多糖(5 mg/kg)的PBS稀释液;治疗组注射0.1 mL含脂多糖(5 mg/kg)+Apelin-13(100μg/kg)的PBS稀释液。3组小鼠连续腹腔注射7 d,于第8天处死小鼠,收集每只小鼠的2个股骨,一半进行micro-CT扫描和骨参数分析,另一半进行苏木精-伊红染色。结果与结论:①体外实验:Western Blot结果显示,脂多糖组诱导型一氧化氮合酶和CD86的表达较对照组明显增多,而Apelin-13能够显著抑制脂多糖诱导的巨噬细胞M1极化,细胞免疫荧光的结果也显示治疗组诱导型一氧化氮合酶的表达较脂多糖组减少,同时抗酒石酸酸性磷酸酶染色和F-actin染色结果显示Apelin-13抑制脂多糖诱导的破骨细胞异常活化及骨吸收能力。②体内实验:micro-CT结果显示全身炎性导致股骨远端骨质出现明显丢失,而Apelin-13则能够显著抑制骨质的流失,苏木精-伊红染色结果也表明Apelin-13能够有效缓解炎症诱导的小鼠股骨远端骨质流失。③结果表明:Apelin-13能够通过抑制巨噬细胞M1极化,抑制破骨细胞的异常激活和骨吸收能力,缓解全身炎症诱导的骨丢失。

关键词： Apelin-13 巨噬细胞极化破骨细胞活化全身炎症性骨丢失

关节翻修领域热点问题:感染、康复护理、骨缺损及假体松动

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中国组织工程研究 2025年第9期29卷 1963-1971页

作者：梁浩博王泽宇马文龙刘浩刘又文河南中医药大学骨伤学院河南省郑州市450016 河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院) 河南省洛阳市471000

背景:随着国内人口老龄化进展,关节置换手术的数量不断增长,与之对应的是关节翻修手术的数量也随之增加。定性、定量分析关节翻修领域的研究现状、研究热点和研究前沿具有重要意义。目的:通过文献计量学方法对近20年来关节翻修领域相关... 详细信息

背景:随着国内人口老龄化进展,关节置换手术的数量不断增长,与之对应的是关节翻修手术的数量也随之增加。定性、定量分析关节翻修领域的研究现状、研究热点和研究前沿具有重要意义。目的:通过文献计量学方法对近20年来关节翻修领域相关文献进行可视化分析,探索该领域的研究热点与动态趋势,以期为进一步研究提供参考。方法:计算机检索中国知识资源总库(CNKI)、中文科技期刊数据库(VIP)、中国学术期刊数据库(万方数据)2003-01-01/2022-12-31收录的关节翻修的相关文献,使用Note Express(3.***.0.9588)软件剔除重复数据,并采用CiteSpace(6.2.R6)、VOS viewer(1.6.20)和Excel(2016)软件对发文量、作者及机构合作网络、关键词共现、突现及聚类绘制科学知识图谱。结果与结论:①共纳入文献1806篇,近20年该领域年发文量总体态势趋于稳定;②对合作网络分析可知,发文量最多和中介中心性最高的作者是周一新,发文量最多的机构是周一新任职的北京积水潭医院,而中介中心性最高的机构是中国人民解放军总医院;③对关键词分析可知,关节翻修领域的研究热点主要集中在髋关节、感染、康复护理、骨缺损和假体松动等方面;④对关节翻修领域的文献进行可视化分析有利于理清研究脉络,为研究学者们提供研究思路及方法,并揭示该领域的研究态势和前沿热点。

关键词：关节翻修髋关节假体关节置换 CiteSpace VOS viewer 文献计量学可视化分析

新型含Mn生物陶瓷粉体减轻软骨细胞的氧化应激损伤

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3335-3342页

作者：张梓宁邓荣辉余家阔北京大学第三医院运动医学科北京市100191 北京清华长庚医院骨科与运动医学中心清华大学医学中心北京市102218

背景:Mn可参与到多种生物体内氧化还原反应中,比如作为超氧化物歧化酶2中的金属辅助基团发挥辅助清除活性氧的作用,因此近些年开发含Mn的新型抗氧化应激材料成为研究的热点。目的:探讨含Mn生物陶瓷粉体通过降低活性氧途径对软骨细胞氧... 详细信息

背景:Mn可参与到多种生物体内氧化还原反应中,比如作为超氧化物歧化酶2中的金属辅助基团发挥辅助清除活性氧的作用,因此近些年开发含Mn的新型抗氧化应激材料成为研究的热点。目的:探讨含Mn生物陶瓷粉体通过降低活性氧途径对软骨细胞氧化应激损伤的保护作用。方法:采用熔盐法制备含Mn生物陶瓷粉体。分离培养小鼠原代软骨细胞。在H_(2)O_(2)溶液中分别加入含0,0.15,0.30 mg/mL Mn生物陶瓷粉体,避光孵育后检测H_(2)O_(2)清除率。将第2-4代软骨细胞分别与含不同质量浓度(0,0.15,0.30 mg/mL)含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基共培养,采用细胞活死染色检测细胞活性。将第2-4代软骨细胞(或软骨组织)分4组干预:空白对照组加入完全培养基培养,H_(2)O_(2)组加入用含H_(2)O_(2)的完全培养基培养,H_(2)O_(2)+低质量浓度Mn粉体组加入含H_(2)O_(2)+0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基培养,H_(2)O_(2)+高质量浓度Mn粉体组加入含H_(2)O_(2)+0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体的完全培养基,采用CCK-8法检测软骨细胞活力,2,7-二氯荧光素二乙酸酯探针检测软骨细胞活性氧生成,qRT-PCR检测软骨细胞相关因子表达,甲苯胺蓝染色检测软骨组织结构与功能。结果与结论:①两种剂量的含Mn生物陶瓷粉体均可以于体外显著清除H_(2)O_(2),并且具有质量浓度依赖性;细胞活死染色结果显示,0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体具有软骨细胞安全性,0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体存在软骨细胞毒性;②CCK-8检测结果显示,两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可以显著减轻H_(2)O_(2)对软骨细胞活力的抑制作用,并可抑制H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞活性氧生成,并且具有质量浓度依赖性;两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可逆转H_(2)O_(2)诱导的软骨细胞血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5 mRNA表达升高与蛋白聚糖mRNA表达降低;③甲苯胺蓝染色结果显示,两种质量浓度的含Mn生物陶瓷粉体均可保护氧化应激下软骨组织结构的完整,其中0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体还可以减轻软骨组织的功能损伤;④结果表明,含Mn生物陶瓷粉体可以通过清除活性氧途径维持软骨细胞外基质稳态,从而对氧化应激下的软骨细胞发挥保护作用,但0.30 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体具有一定的软骨细胞毒性,因此更倾向使用0.15 mg/mL含Mn生物陶瓷粉体进行后续研究。

关键词：生物陶瓷 Mn粉体材料软骨损伤氧化应激活性氧骨关节炎细胞外基质生物安全性