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急性心肌梗死相关线粒体基因的生物信息学鉴定与验证

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中国组织工程研究 2025年第31期29卷 6697-6707页

作者：田宇诗付强李冀黑龙江中医药大学基础医学院黑龙江省哈尔滨市150040 黑龙江中医药大学黑龙江省哈尔滨市150040

背景:线粒体在急性心肌梗死损伤和修复中具有重要意义,因此基于线粒体基因探索急性心肌梗死发病进展具有重要的临床意义。目的:探究线粒体基因是否可以作为评估急性心肌梗死进展的可靠生物标志物。方法:从高通量基因表达数据库下载急性... 详细信息

背景:线粒体在急性心肌梗死损伤和修复中具有重要意义,因此基于线粒体基因探索急性心肌梗死发病进展具有重要的临床意义。目的:探究线粒体基因是否可以作为评估急性心肌梗死进展的可靠生物标志物。方法:从高通量基因表达数据库下载急性心肌梗死数据集GSE66360,GSE12288,在线粒体蛋白质数据库获取人类线粒体基因集;对急性心肌梗死数据集GSE66360进行差异基因分析及加权基因共表达网络分析,两者取交集后获得基因进行蛋白质-蛋白质相互作用分析、基因本体论和京都基因与基因组百科全书分析;将交集基因与人类线粒体基因取交集以获得差异线粒体基因,对差异线粒体基因进行基因集富集分析和免疫浸润分析,并在外部数据集GSE12288中进行受试者工作特征曲线分析,验证线粒体差异基因的表达特征。结果与结论:①获得急性心肌梗死差异基因548个,差异基因分析及加权基因共表达网络分析显示Blue模块包含基因最多(4992个),二者交集基因共有116个,其中肿瘤坏死因子、白细胞介素1B、白细胞介素6、Toll样受体4和白细胞介素10为核心基因;②基因本体论分析显示生物过程主要涉及炎症反应、肿瘤坏死因子产生的正调控及细胞表面受体信号通路,细胞组成主要涉及三级颗粒膜、质膜外层和质膜等,分子功能主要涉及免疫球蛋白G结合、跨膜信号受体活性及趋化因子活性等,京都基因与基因组百科全书分析显示,这些基因主要涉及肿瘤坏死因子、白细胞介素17及核转录因子κB通路;③共获得8个差异线粒体基因,经过最小绝对收缩和选择算子和比例风险回归模型分析后筛选出4个特征基因,包括佛波醇-12-肉豆酸酯-13-乙酰基诱导蛋白1、BCL2-相关蛋白A1、溶质载体家族25成员37和脱氧核糖核酸聚合酶β,并分别对应了肿瘤蛋白53、氧化磷酸化、硫代谢及甘油磷脂代谢通路;④受试者工作特征曲线分析显示4个特征基因均具有诊断意义,并与静息树突状细胞、幼稚B细胞呈显著负相关性;⑤提示佛波醇-12-肉豆酸酯-13-乙酰基诱导蛋白1、BCL2-相关蛋白A1、溶质载体家族25成员37和脱氧核糖核酸聚合酶β表达特征可作为预测急性心肌梗死中线粒体功能的潜在生物标志物,可进一步提高急性心肌梗死预测的准确性。

关键词：线粒体急性心肌梗死生物信息学机器学习免疫浸润分析氧化应激炎症凋亡

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3D打印个性化正畸装置对单根牙垂直移动的三维有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第16期29卷 3360-3368页

作者：曹怡琳王心彧庄妍王亚茹姜至秀刘丹瑜门九旭丁元圣黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002

背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22... 详细信息

背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22压低移动与伸长移动的个性化正畸装置,通过三维有限元法分析个性化正畸装置的安全性与其对牙齿的移动作用。方法:应用Mimics、Geomagic Wrap、SolidWorks和Ansys Workbench软件分别建立了上颌前牙区(牙位11、12、21、22)牙槽骨-牙周膜-上颌切牙-个性化悬臂微种植体-连接板-个性化托槽的三维有限元模型,每个牙位分别设置个性化压低移动与伸长移动正畸装置,加载300 g拉力或推力,分析个性化正畸装置各部件应力水平,计算牙齿位移与牙周膜应力分布情况。结果与结论:①个性化压低移动正畸装置受到的最大等效应力为162.90 MPa,个性化伸长移动正畸装置受到的最大等效应力239.57 MPa,二者的最大等效应力均位于个性化托槽加力附件的垂直部分,个性化正畸装置各部件所受等效应力均在屈服强度内,均具有良好的安全性;②在个性化正畸装置作用下,牙齿初始位移呈现整体压低或伸长移动的趋势,垂直方向上的位移远远超过在水平方向和矢状方向上的位移;牙周膜根尖或颈部位置出现等效应力峰值,在根尖区牙周膜出现等效应力集中区域;③结果显示,个性化正畸装置可以使牙位11、12、21、22近似达到压低移动或伸长移动的目的,初步证实了个性化垂直移动正畸装置的有效性。

关键词： 3D打印个性化正畸装置单根牙压低移动伸长移动三维有限元分析支抗生物力学

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铁死亡与周围神经损伤的关系

中国组织工程研究 2025年第14期29卷 3020-3026页

作者：吕丽洁袁一鸣王艳裴飞黑龙江中医药大学黑龙江省哈尔滨市150006 黑龙江中医药大学附属二院康复医学科黑龙江省哈尔滨市150001

背景:研究已证实铁死亡与多种神经系统疾病的发生机制密切相关,但铁死亡和周围神经损伤后的病理生理机制有待进一步研究和阐明。目的:综述细胞铁死亡在治疗周围神经损伤进程中的相关作用与作用机制。方法:检索CNKI、PubMed等数据库建库... 详细信息

背景:研究已证实铁死亡与多种神经系统疾病的发生机制密切相关,但铁死亡和周围神经损伤后的病理生理机制有待进一步研究和阐明。目的:综述细胞铁死亡在治疗周围神经损伤进程中的相关作用与作用机制。方法:检索CNKI、PubMed等数据库建库至2024年5月期间铁死亡与周围神经系统损伤的相关文献,检索词为“ferroptosis,Peripheral nerve injury,Antioxidant defense system,Schwann cells,Macrophage,Neuroinflammation,Neuropathic pain”和“铁死亡,周围神经损伤,抗氧化防御系统,施万细胞,巨噬细胞,神经炎症,神经性疼痛”,最终纳入60篇文献进行分析。结果与结论:铁死亡的发生与细胞内铁代谢异常、活性氧积累及脂质过氧化密切相关。周围神经损伤后施万细胞和巨噬细胞均发生铁死亡,导致微环境变化,并且进一步诱导神经炎症及神经疼痛等疾病的发生。越来越多的研究表明神经损伤与铁死亡密切相关,抑制铁死亡可以促进周围神经损伤后的组织修复及功能恢复,因此,研究周围神经损伤细胞铁死亡的发生机制及调节有着重要意义。目前对铁死亡与周围神经损伤后的作用和调控研究仍处于起步阶段,需要进行更深入的研究,为促进周围神经损伤后修复提供更多的策略。

关键词：铁死亡周围神经损伤抗氧化防御系统施万细胞巨噬细胞神经炎症神经性疼痛

个性化GYROID结构髁突假体:设计及有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第17期29卷 3548-3556页

作者：刘丹瑜姜婷婷姜至秀季俣辰曹怡琳王磊宿玉成王心彧佳木斯大学黑龙江省佳木斯市154000 佳木斯大学口腔医院黑龙江省佳木斯市154000

背景:目前国内外制作的颞下颌关节假体在置换过程中需要依靠螺钉固定假体中的髁突部分,通过预留固位孔方便术中进行操作,但由于缺少个性化的颌骨设计,可能存在固位板与颌骨不贴合导致螺钉松动、脱位。因此,个性化髁突假体置换在修复颞... 详细信息

背景:目前国内外制作的颞下颌关节假体在置换过程中需要依靠螺钉固定假体中的髁突部分,通过预留固位孔方便术中进行操作,但由于缺少个性化的颌骨设计,可能存在固位板与颌骨不贴合导致螺钉松动、脱位。因此,个性化髁突假体置换在修复颞下颌关节中具有重要的应用价值。目的:设计一种内部为GYROID结构的个性化髁突假体,用于下颌骨髁突的修复重建。方法:在Rhinoceros 7软件中选择GYROID结构,单胞为6 mm,设置壁厚分别为0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm,利用有限元分析GYROID结构的力学性能。3D打印不同壁厚(0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm)的GYROID结构实验试件,通过室温压缩实验检测试件的力学性能。通过有限元分析与室温压缩实验结果筛选符合下颌骨力学性能范围的一个壁厚值,对1名成年男性下颌骨CT数据进行逆向建模,设计内部为GYROID结构的髁突假体,采用有限元分析模拟髁突假体置换后牙尖交错颌位与对刃颌位的运动。结果与结论:(1)有限元分析与室温压缩实验结果显示,随着壁厚的增大,GYROID结构的弹性模量增大,其中壁厚0.5-0.7 mm GYROID结构的弹性模量位于下颌骨的弹性模量(1.5-4.0 GPa)范围内,因此选取壁厚值0.6 mm的6 mm单胞GYROID结构模型进行髁突假体的设计;(2)有限元分析结果显示,下颌骨模型的应力分布呈左右对称,两种咬合时的应力分布大致相同,应力峰值无较大差距,应力集中于髁突假体颈部,置换侧受力较健侧略大;内固定模型整体的最大等效应力为269.34 MPa,螺钉的最大等效应力为20.14 MPa,牙尖交错颌位时假体的等效应力和等效应变值均大于对刃颌位时,牙尖交错颌位时螺钉的等效应力和等效应变值均小于对刃颌位时;(3)结果显示个性化GYROID结构髁突假体的设计与固位效果良好,符合下颌骨力学传导。

关键词：髁突置换髁突假体 GYROID结构三周期极小曲面有限元分析

Gyroid结构钛仿生骨支架修复下颌骨节段性缺损的生物力学性能

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中国组织工程研究 2025年第22期29卷 4621-4628页

作者：姜至秀季俣辰刘丹瑜曹怡琳姜婷婷宋颐函王磊王心彧黑龙江省生物医学材料及应用重点实验室黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学工程实验中心黑龙江省佳木斯市154002 佳木斯大学口腔医学院黑龙江省佳木斯市154002

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构... 详细信息

背景:三周期最小表面的多孔结构是最有前景的骨科生物结构之一,其中的Gyroid结构具有高比表面积、高渗透率、均曲率为零等特点。目的:通过有限元分析结合力学压缩实验测试,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的4 mm单胞Gyroid结构TC4仿生骨支架壁厚区间。方法:建立不同壁厚(0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8 mm)4 mm单胞Gyroid结构有限元模型,分析Gyroid结构的等效弹性模量,筛选出与下颌骨松质骨弹性模量范围相匹配的Gyroid结构壁厚区间,壁厚分别为0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7 mm。根据有限元分析筛选结果,以Ti6Al4V为原料,采用选择性激光熔融技术制备不同壁厚的3D打印Gyroid结构试件,进行大颗粒喷砂酸蚀处理,通过力学压缩实验测试试件的弹性模量与抗压强度。结果与结论:(1)有限元分析结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构的等效弹性模量升高,其中壁厚为0.2-0.7 mm Gyroid结构的等效弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内(1.5-4.0 GPa),用于3D打印Gyroid结构试件;(2)力学压缩实验结果显示,随着壁厚的增加,Gyroid结构试件的弹性模量与抗压强度均升高,其中0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构试件的弹性模量在下颌骨松质骨弹性模量范围内,0.3-0.7 mm壁厚Gyroid结构试件的抗压强度符合下颌骨的力学性能;(3)结果显示0.3-0.5 mm壁厚Gyroid结构与下颌骨的弹性模量范围相适应。

关键词：节段性骨缺损 Gyroid结构 3D打印选择性激光熔融有限元力学性能

原粮收储产业链农机水平提升的选型配套智能推荐策略

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农机化研究 2025年第3期47卷 259-268页

作者：冷志杰刘雪宁王晓洲郑成功黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319 黑龙江省农业机械工程科学研究院哈尔滨150081

农业机械化水平是农业现代化的重要标志。为了实现原粮收储产业链的现代化、保障粮食数量和粮食安全,新型农业经营主体需要在政府的支持下打造原粮收储供应链集成服务体系,进而提升原粮收储供应链各环节的农机现代化水平和现代农机的配... 详细信息

农业机械化水平是农业现代化的重要标志。为了实现原粮收储产业链的现代化、保障粮食数量和粮食安全,新型农业经营主体需要在政府的支持下打造原粮收储供应链集成服务体系,进而提升原粮收储供应链各环节的农机现代化水平和现代农机的配套水平。为此,首先通过问卷调查,得出东北三省主产区新型农业经营主体的基本特征、在原粮收储供应链各环节使用现代农机的水平,以及进行托管服务的特征;其次,明确瓶颈问题,包括收储环节的现代农机应用水平整体偏低、原粮收储产业链上全程机械化与收储销售环节现代机械的优化配置,以及新型农业经营主体以现代农机服务于原粮收储产业链的积极性不高等问题。最后,一是提出了农机水平提升的选型配套智能推荐策略,特点是通过构建农机配套选型数据库,利用深度学习算法组合,更加科学地推荐符合经济和生态效益的农机选型配套组合;二是提出了政府保障新型农业经营主体以现代农机服务于原粮收储产业链的利益补偿机制,包括运用专项补助、转移支付等形式支持村集体经济组织领办合作社、企业型家庭农场等,以实现土地规模化与农机队伍规范化;三是通过以奖代补激励新型农业经营主体贯彻收储供应链各环节现代农机的配套标准等。

关键词：原粮收储产业链现代农业机械农业现代化

大麻二酚干预下力竭运动大鼠骨骼肌炎症相关基因的挖掘与验证

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中国组织工程研究 2025年第11期29卷 2347-2356页

作者：朱文宁孙莉莉彭丽娜司俊成臧万里殷伟东李孟琪哈尔滨体育学院研究生院黑龙江省哈尔滨市150008 哈尔滨体育学院运动人体科学学院黑龙江省哈尔滨市150008

背景:大麻二酚能够有效改善机体的炎症反应,但在改善力竭运动引起的骨骼肌炎症方面,并未有明确的机制研究。目的:利用转录组学测序技术探究大麻二酚在力竭运动过程中对大鼠骨骼肌炎症的影响机制。方法:随机将36只SD大鼠分为6组:空白对... 详细信息

背景:大麻二酚能够有效改善机体的炎症反应,但在改善力竭运动引起的骨骼肌炎症方面,并未有明确的机制研究。目的:利用转录组学测序技术探究大麻二酚在力竭运动过程中对大鼠骨骼肌炎症的影响机制。方法:随机将36只SD大鼠分为6组:空白对照组、运动椰子油组、运动对照组、50 mg/kg大麻二酚组、60 mg/kg大麻二酚组、70 mg/kg大麻二酚组,每组6只。除空白对照组大鼠外,其余各组大鼠进行为期9 d的游泳运动制作力竭运动模型。每次游泳运动结束后,大麻二酚组大鼠给予不同浓度(50,60,70 mg/kg)脂溶性大麻二酚2 mL灌胃;运动椰子油组大鼠给予同等体积椰子油灌胃,直至第9天运动结束;空白对照组和运动对照组大鼠不做特殊处理。使用ELISA及转录组测序技术测定不同组大鼠骨骼肌中炎症因子的水平及差异基因,将得到的差异基因进行KEGG分析,并通过荧光定量PCR验证测序数据的准确性。结果与结论:(1)ELISA检测结果显示,相比于空白对照组和运动椰子油组,运动对照组中白细胞介素6(P<0.05)、肿瘤坏死因子α(P<0.01)、白细胞介素10等质量浓度均增加;经大麻二酚干预后,白细胞介素6、肿瘤坏死因子α质量浓度随大麻二酚浓度的加大而呈现依次递减的趋势;(2)通过GO和KEGG数据库的比较,对差异基因的功能特性进行分析,结果表明差异基因主要参与肿瘤坏死因子信号通路和Toll样受体信号通路;(3)RT-qPCR验证结果显示,随机选择5个差异基因的变化趋势与转录组测序结果相一致。结论:大麻二酚能够改善力竭运动引起的骨骼肌炎症反应。

关键词：转录组大麻二酚力竭运动骨骼肌炎症差异基因炎症因子 KEGG分析炎症通路

中药提取物调控铁死亡改善阿尔茨海默病的研究新进展

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中国全科医学 2025年第5期28卷 639-648页

作者：裴金英宋金洲马到丰罗孝廷刘斌董晓红丛树园黑龙江中医药大学黑龙江省哈尔滨市150040 云南中医药大学云南省昆明市650500

阿尔茨海默病(AD)是一种老年人群中常见的神经退行性疾病,其典型临床表现是进行性记忆障碍。铁死亡是近些年新兴起的潜在的生物学机制研究方向,是一种铁依赖性程序性细胞死亡方式,大量证据表明AD与大脑中的铁死亡密切相关,然而其参与AD... 详细信息

阿尔茨海默病(AD)是一种老年人群中常见的神经退行性疾病,其典型临床表现是进行性记忆障碍。铁死亡是近些年新兴起的潜在的生物学机制研究方向,是一种铁依赖性程序性细胞死亡方式,大量证据表明AD与大脑中的铁死亡密切相关,然而其参与AD的确切机制尚不清楚,其可能由铁代谢紊乱、脂质过氧化和氨基酸代谢诱导,从而影响大脑中铁离子的沉积。迄今为止,部分中药有效化学成分已被深入研究,例如红景天、远志、银杏、茯苓等,这些中药在靶向铁死亡治疗AD的过程中展现出了显著的效果。在此背景下,本综述系统阐述了大脑中铁的代谢、铁死亡的特点,并重点关注铁死亡代谢调控机制。同时,本文还讨论了铁死亡和AD的联系,并同时列举了中药的有效成分通过抑制铁死亡改善AD的药物,以期为今后铁死亡抑制剂的开发研究提供参考信息。

关键词：阿尔茨海默病中药铁死亡作用机制综述

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一种新型压配式腰椎椎间融合器的机械性能

中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4492-4498页

作者：李世文于长水刘启王智博刘禹良祁全哈尔滨医科大学附属第一医院黑龙江省哈尔滨市150000

背景:行经皮微创椎间孔腰椎椎间融合置入椎间融合器时,由于入路操作范围狭窄,有牵拉神经根损伤或置入融合器位置不良等风险,为了解决以上问题作者课题组发明了一种新型机械结构可变形压配式cage(Press-fit cage,YP-cage)。目的:对新型... 详细信息

背景:行经皮微创椎间孔腰椎椎间融合置入椎间融合器时,由于入路操作范围狭窄,有牵拉神经根损伤或置入融合器位置不良等风险,为了解决以上问题作者课题组发明了一种新型机械结构可变形压配式cage(Press-fit cage,YP-cage)。目的:对新型腰椎融合器YP-cage的机械强度特性进行初步评估。方法:对不同尺寸9,11,13 mm高度的新型YP-cage(n=9)和聚醚醚酮-cage(n=9)进行了静态轴向压缩实验和静态轴向扭转实验,分别采集力-位移曲线计算屈服位移及载荷、极限载荷位移及刚度,屈服角位移及扭矩、极限载荷角位移扭矩及刚度,并进行对比分析。结果与结论:(1)在静态轴向压缩测试中,YP-cage在3组测试中(9,11,13 mm),其刚度、屈服载荷、极限位移和载荷极限方面均优于聚醚醚酮-cage(P <0.01),但YP-cage的屈服位移小于聚醚醚酮-cage(P <0.05);(2)在静态扭转测试中,除了9 mm组的YP-cage和聚醚醚酮-cage在极限扭转角度上差异无显著性意义,YP-cage在屈服扭矩、屈服扭转角度及极限扭矩均小于聚醚醚酮-cage(P <0.01),而YP-cage扭转刚度在9 mm组和11 mm组大于聚醚醚酮-ccage(P <0.01);(3)结果表明新型压配式机械结构椎间融合器相较于聚醚醚酮材质cage具有更高的抗压强度,但抗扭强度不如聚醚醚酮-cage。

关键词：椎间融合装置经孔椎体间融合术脊柱融合机械性能物理性质