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关键词： 仿生血管网结构   工程器官设计   体素化设计   生成式算法   血管网设计   组织修复   器官制造   生物3D打印  

摘要： 背景:构建有效的血管网对于大体积组织和器官的成功再生至关重要。目前血管网数字模型设计方法多依赖于固定的几何规则,难以满足不同材料和形状的工程组织的代谢需求,现有的分级式血管网因其分级规则导致扩散覆盖不足、营养供给率低。目的:提出一种基于发育仿生原理的血管网体素模型设计方法,能够根据目标组织的代谢活性距离自动生成定制化的体素血管网结构。方法:通过体素化技术模拟血管内皮细胞的迁移、聚集等生物学行为,对凝胶材料进行扩散实验,并基于菲克定律进行数据拟合,构建代谢-扩散耦合快速计算模型,基于该模型实现以代谢活性距离快速判别营养供给情况和划分低营养区域,从而模拟血管发育的动态重塑过程,以迭代地优化体素血管网模型的结构,直到营养供给率达到算法设定值。结果与结论:与传统分级式设计方法相比,发育仿生式血管网设计在基于甲基丙烯酰化明胶(GelMA)水凝胶的长方体组织模型的代谢扩散仿真中,营养供给充足体积和单位体积营养贡献方面提高了25.53%,并成功为肾形和肺泡形等复杂形状的工程组织器官自动生成营养供给充足的血管网体素模型,验证了血管网发育仿生设计的优势与研究潜力。研究为在大体积工程组织和解剖学复杂器官中设计血管网数字模型提供了一种新的技术途径。

关键词： 静电纺丝   聚乳酸   胶原蛋白   引导组织再生膜   生物相容性   口腔骨缺损修复   生物材料  

摘要： 背景:海洋胶原蛋白可以促进成牙周膜成纤维细胞增殖分化、促进血管内皮细胞增殖,但是单纯胶原膜的机械强度低、降解速度快,一般需要复合其他材料。聚乳酸是被美国食品药品监督管理局批准可植入体内的降解性医用材料,与胶原蛋白复合可以改善单纯胶原蛋白机械强度不足的问题。目的:制备聚乳酸/胶原蛋白静电纺双层引导组织再生膜,探讨该引导组织再生膜的生物相容性。方法:以7%聚乳酸溶液作为致密层纺丝液,14%聚乳酸-胶原蛋白溶液为疏松层纺丝液,采用静电纺丝技术制备聚乳酸/胶原蛋白双层引导组织再生膜,表征膜的微观形貌、孔径和孔隙率。分别采用戊二醛蒸汽、戊二醛溶液和碳化二亚胺/羟基琥珀酰亚胺3种交联方法对膜进行交联,通过拉伸实验筛选力学性能提高效果最佳的膜进行后续实验。通过表征水接触角评估聚乳酸/胶原蛋白双层引导组织再生膜的亲疏水性能。通过细胞毒性实验、热源实验、溶血实验、急性全身毒性实验、亚慢性全身毒性实验、致敏实验、皮内刺激实验,评价聚乳酸/胶原蛋白双层引导组织再生膜的生物相容性。结果与结论:聚乳酸/胶原蛋白静电纺双层引导组织再生膜的致密层纤维直径为(0.45±0.11)μm,疏松层纤维直径为(0.85±0.19)μm,致密层孔径为(2.43±1.31)μm、孔隙率为(29.86±2.89)%,疏松层孔径为(11.71±4.41)μm、孔隙率为(48.54±1.33)%。综合拉伸实验的拉伸强度、弹性模量与断裂伸长率结果,最终选择戊二醛蒸汽交联法进行交联,该方法的交联度为(17.42±1.67)%。聚乳酸/胶原蛋白双层引导组织再生膜的疏松层表现出亲水性,致密层表现为疏水性。聚乳酸/胶原蛋白静电纺双层引导组织再生膜无细胞毒性、不溶血、无致热性、无潜在毒性、无刺激性和无致敏性,具有良好的生物相容性。

关键词： 纤维化   组织损伤修复   细胞外基质   成纤维细胞   肌成纤维细胞   纤维化相关细胞   纤维化相关通路   抗纤维化治疗  

摘要： 背景:纤维化是一种组织愈合反应异常调节的结果,主要以纤维化病灶处成纤维细胞的异常增殖和细胞外基质过度沉积为特征,包括肝脏、肾脏、心脏、肺脏和皮肤在内的几乎所有器官都可能发生纤维化。目的:归纳总结肝脏纤维化、肾脏纤维化、心脏纤维化、肺脏纤维化等与纤维化相关的疾病,重点研究纤维化中主要的异常细胞、异常信号通路和治疗方式。方法:检索PubMed数据库和中国知网,英文检索词为“fibrosis,fibroblasts,fibrotic organs,extracellular matrix,tissue repair,inflammatory response”,中文检索词为“纤维化,成纤维细胞,纤维化器官,细胞外基质,组织修复,炎症反应”。按照纳入和排除标准对文献进行筛选,最终纳入200篇文献进行综述分析。结果与结论:纤维化中主要的异常细胞有免疫细胞(巨噬细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等)、成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞,其中成纤维细胞在纤维化的进程中发挥重要作用。纤维化中主要的异常通路包括转化生长因子β信号通路、Wnt/β-连环蛋白信号通路、Notch信号通路、Toll样受体4/髓样分化因子88/核因子κB信号通路、Hippo/Yes相关蛋白信号通路,它们的异常激活或失活调控纤维化的发生发展。表观遗传修饰(DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控)调控纤维化的进程。抗纤维化治疗可采取药物、细胞和基因治疗3种方式,靶向相关信号通路以抑制成纤维细胞的持续激活也可通过调节细胞外基质沉积减轻纤维化,改善组织器官功能。

关键词： 细胞衰老   组织损伤   免疫疗法   衰老相关分泌表型   炎症   综述  

摘要： 背景:细胞衰老在组织损伤修复中的作用逐渐受到关注。衰老细胞的积累不仅影响机体正常生理功能,还可能加剧炎症反应和纤维化,进而加速衰老进程。近年来,清除衰老细胞在组织修复中的潜在治疗价值成为研究热点。目的:综述细胞衰老在组织损伤修复中的双重作用,并探讨衰老细胞清除策略在延缓衰老过程和促进组织损伤修复中的应用前景。方法:作者以“Senolytics,aging,senescence,treatment,clearance,tissue injury”为英文检索词,在PubMed数据库检索截至2025年5月的相关文献,通过阅读文章标题及摘要进行初步筛选,排除研究内容无关、观点陈旧或重复性较强的文献,最后通过精读及泛读筛选出137篇相关文献进行分析。结果与结论:细胞衰老是机体衰老的重要标志之一,衰老细胞会分泌衰老相关分泌表型因子,影响局部组织修复和再生。衰老细胞的清除可以减轻慢性炎症、促进组织功能的恢复,延缓衰老相关疾病的发生。目前衰老细胞清除策略包括非靶向清除策略和靶向清除策略,前者通过改变生活方式来延缓衰老,后者通过药物或转基因、基因编辑、重编程技术以及免疫疗法等选择性地清除衰老细胞,从而延缓衰老进程。

关键词： 血管损伤   血管周围脂肪组织   生物信息学   单细胞测序   褐变   易洛魁同源盒基因3(IRX3)  

摘要： 背景:在医学领域,血管损伤相关疾病备受关注,血管周围脂肪组织褐变与之密切相关,但特定基因在其中的调控机制尚待明晰。目的:初步探讨易洛魁同源盒基因3在血管损伤过程中调控血管周围脂肪组织褐变的潜在机制。方法:解析血管周围脂肪组织相关单细胞测序数据矩阵GSE275779,探讨易洛魁同源盒基因3在不同细胞亚群中的表达水平及功能;结合脂肪细胞相关芯片和测序表达谱GSE44059、GSE7032、GSE185518、GSE168387,筛选差异基因并验证易洛魁同源盒基因3在棕色脂肪细胞分化过程中的表达水平;基于msigdb数据库和ChIP-seq数据库GTRD筛选易洛魁同源盒基因3的下游靶基因。在脂肪前体细胞中干扰易洛魁同源盒基因3和过表达视黄醇饱和酶,采用qPCR和Western blot检测脂肪细胞褐变相关基因的mRNA和蛋白表达水平。结果与结论:生物信息学分析结果显示,脂肪细胞特征因子PR结构域蛋白16、细胞死亡诱导DFFA样效应蛋白A和解偶联蛋白1等在糖尿病患者的血管周围脂肪组织中显著下调,且这些基因均参与脂肪褐变;结合高通量测序数据分析发现易洛魁同源盒基因3在棕色脂肪组织中高表达,并参与了棕色脂肪的分化;进一步筛选出视黄醇饱和酶为易洛魁同源盒基因3的下游靶基因,且它的水平随着棕色脂肪的分化而差异表达。在成熟棕色脂肪细胞中敲低易洛魁同源盒基因3,会导致视黄醇饱和酶和脂肪褐变相关标志物(解偶联蛋白1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α、PR结构域蛋白16)的表达均降低。在视黄醇饱和酶回复实验中,视黄醇饱和酶过表达显著上调脂肪褐变相关标志物的蛋白水平,但不影响易洛魁同源盒基因3的表达。此研究初步揭示了易洛魁同源盒基因3在血管损伤过程中调控血管周围脂肪组织褐变的潜在机制。

关键词： 膝关节假体松动   膝关节翻修   人工智能术前规划   骨缺损   疗效分析  

摘要： 背景:随着国内人工全膝关节置换的广泛应用,非感染性假体松动成为术后翻修的主要原因之一。针对复杂松动病例,传统翻修技术较为复杂,难度较高,而人工智能术前规划结合Sleeve延长杆与MBT假体的应用,为精准重建关节稳定性和力学对线提供了新的解决方案,有望改善翻修手术的长期效果。目的:探究人工智能术前规划辅助下采用Sleeve+延长杆结合MBT假体翻修治疗非感染性全膝关节假体松动的早中期临床疗效。方法:回顾分析江苏省中医院骨伤科2021年1月至2024年9月收治的17例全膝关节置换术后非感染性假体松动患者,其中男6例,女11例;年龄59-81岁,平均(72.06±6.10)岁;左侧8例,右侧9例;假体使用年限2-22年,平均(10.53±4.60)年;均为初次置换后翻修,翻修原因:假体周围骨溶解伴内衬磨损15例,股骨髁陈旧性骨折致假体松动1例,胫骨平台假体断裂1例;其中AORIⅡB型13例;AORIⅡA型4例。记录术前人工智能设计假体型号与术中实际应用型号,并进行对比分析;对比患者术前、术后1周及6,12个月的目测类比评分、美国膝关节协会膝关节评分、膝关节髋-膝-踝角及膝关节活动度,评估手术疗效。结果与结论:①除1例患者术后1个月切口愈合不良外,其余患者均恢复良好,未出现下肢深静脉血栓、感染、假体周围骨折、假体松动等不良事件;②随访时间6-41个月,平均(23.63±12.50)个月;至末次随访,2例患者活动后稍有酸胀不适,1例患者活动时有明显疼痛;③翻修治疗术后末次随访,患者静息痛、运动痛目测类比疼痛评分、患侧活动度、髋-膝-踝角、美国膝关节协会膝关节评分均较术前显著改善(P<0.01),差异均有显著性意义;④人工智能术前设计股骨髁及胫骨平台假体匹配率为85%,余组件匹配率为62%;⑤提示采用Sleeve+延长杆结合MBT假体进行非感染性膝关节翻修对于骨缺损严重的患者能够有效纠正关节力线、填补骨缺损、改善疼痛及膝关节活动度,提高患者生活质量,术后中早期疗效良好;人工智能术前规划总体上有助于提高手术准确性、降低翻修难度、减小风险,促进患者术后恢复。

关键词： 组织工程血管移植物   血管平滑肌细胞   无血清培养基   胶原蛋白   增殖   胎牛血清   生物材料  

摘要： 背景:在组织工程领域,利用平滑肌细胞进行三维培养来构建血管移植物具有重要意义。然而,当前广泛采用的含胎牛血清培养基存在道德、安全以及成分复杂性等潜在问题,可能影响实验结果,不利于血管移植物的临床应用。目的:选定一种成分明确的无血清培养基替代传统含血清培养基用于平滑肌细胞培养,评估无血清培养基用于构建组织工程血管的可行性。方法:采用组织块培养法分离培养牛胸主动脉平滑肌细胞,取第3-8代细胞用于后续实验。配制无血清培养基:含5 mg/mL牛血清白蛋白、50μg/mL L-抗坏血酸、0.4μg/mL胎球蛋白、15 ng/mL碱性成纤维细胞生长因子、15 ng/mL血小板源性生长因子BB和10μg/mL胰岛素-5.5μg/mL转铁蛋白-67ng/mL亚硒酸钠的DMEMF12培养基。①二维培养:将血管平滑肌细胞分4组培养,分别加入无血清培养基与含体积分数0%,5%,10%胎牛血清的DMEM F12培养基,观察细胞形态,通过CCK-8、EdU、CytoCube细胞计数仪、流式细胞仪检测细胞增殖情况,羟脯氨酸定量法检测总胶原蛋白含量,免疫荧光染色与qRT-PCR检测平滑肌细胞收缩表型标志物钙调蛋白1、α-平滑肌肌动蛋白表达,免疫印迹检测Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原表达,划痕实验检测细胞迁移。②三维培养:将血管平滑肌细胞接种于聚乙醇酸支架上分4组培养,分别加入无血清培养基与含体积分数0%,5%,10%胎牛血清的DMEM F12培养基,扫描电镜分析组织外部形态,苏木精-伊红与Masson染色观察组织形态,免疫荧光染色检测组织Ⅰ型/Ⅲ型胶原表达,羟脯氨酸定量法检测总胶原蛋白含量。结果与结论:①二维培养:倒置显微镜下可见0%血清培养组细胞密度最低、细胞体积较大,对比5%,10%血清培养组,无血清培养组细胞呈现更细长的梭形,细胞排列更规则。CCK-8、EdU、CytoCube细胞计数仪、流式细胞仪检测显示,无血清培养组细胞增殖少于10%血清培养组,多于0%,5%血清培养组。5%,10%血清培养组与无血清培养组钙调蛋白1、α-平滑肌肌动蛋白表达均低于0%血清培养组,细胞迁移能力强于0%血清培养组。无血清培养组总胶原蛋白含量高于其他3组。10%血清培养组、无血清培养组Ⅲ型胶原表达高于0%,5%血清培养组。②三维培养:扫描电镜下可见各组平滑肌细胞聚乙醇酸支架上形成了组织工程血管支架的早期组织,其中无血清培养基组组织中细胞外基质沉积最多。无血清培养基组组织中总胶原蛋白含量与Ⅰ型、Ⅲ型胶原表达显著高于其他3组。苏木精-伊红与Masson染色显示,除0%血清培养组外,其余3组均可见组织工程血管支架的形成。③结果表明,无血清培养基可促进体外血管平滑肌细胞的增殖、促进组织工程血管移植物的形成。

关键词： 干细胞   外泌体   工程化外泌体   口腔   牙髓再生   牙周再生   颅骨再生   唾液腺再生  

摘要： 背景:干细胞在口腔组织再生中显示出巨大潜力,但面临免疫排斥和肿瘤形成等挑战。外泌体是细胞分泌的纳米级细胞外囊泡,免疫原性降低,肿瘤风险减小,而且保留了干细胞的功能,如促进血管生成和组织修复等。目的:综述外泌体在口腔组织再生中的机制及作用,探讨外泌体工程策略及在口腔再生医学应用中的挑战和未来方向。方法:检索万方和PubMed数据库从建库至2025年发表的相关文献,以“干细胞,外泌体,牙髓再生,牙周再生”等为中文检索词,以“exosomes,stem cells,dentistry,regenerate”等为英文检索词进行检索,最终纳入94篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)外泌体较干细胞免疫原性低、无致瘤风险、稳定性高且易储存运输,还可穿透致密组织定向传递,能规避干细胞治疗面临的伦理及免疫排斥等问题,是更安全有效的治疗选择;(2)外泌体在牙髓、牙周、颅面骨、唾液腺、神经和皮肤等口腔组织再生中成效显著,能通过多种机制促进组织修复与再生,展现出广阔的应用前景;(3)预处理、分离纯化、靶向修饰等工程化策略可强化外泌体功能,提升外泌体治疗潜力和临床可行性,但目前相关技术仍有局限,未来需进一步优化以推动外泌体的广泛应用。

关键词： 可募集生物材料   细胞招募   生长因子识别   细胞调控   组织修复   生物材料  

摘要： 背景:生物募集组织修复材料通过精准调控细胞迁移、分化,促进组织修复与再生,从而推动再生医学应用。目的:总结生物募集组织修复材料在再生医学领域中的研究现状。方法:由第一作者检索中国知网、PubMed数据库中收录的文章,文献检索时限为2010年1月至2025年3月,以“生物材料,募集,修复,成骨,软骨,血管”为中文检索词,以“biomaterials,recruitment,repair,osteogenesis,cartilage,vascularization”为英文检索词,最终选取符合标准的90篇文献进行综述。结果与结论:在组织修复领域内,生物募集组织修复材料的核心优势在于精确控制细胞迁移、增殖行为及生长因子活性,这类材料优化生长因子的时空释放模式与信号通路激活效率,以及创面定向迁移的速度,相比传统材料可显著提升组织再生速率。在设计层面,调整材料的亲疏水性、降解速率及力学模量,可确保植入物与组织的力学适配性及安全降解。在功能化方面,采用精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸肽、肝素等亲和分子进行表面修饰,赋予材料特异性结合整合素受体或固定生长因子的能力,直接增强靶细胞黏附效率并延长生长因子局部作用时间。凭借可控的降解-再生匹配性、高效的空间引导能力及低免疫原性,生物募集组织修复材料为骨缺损、血管再生等难题提供了新工具,并拓展至神经、软骨等复杂组织再生领域。

关键词： 红色校史资源   铸牢中华民族共同体意识   话题赋能   科技赋能   传播赋能  

摘要： 红色校史蕴藏着极其丰富的红色文化资源,是高校开展铸牢中华民族共同体意识教育的宝贵精神财富。用红色校史资源赋能高校铸牢中华民族共同体意识教育,对于彰显民族团结进步教育的政治优势,维系广大师生铸牢中华民族共同体意识的情感纽带,厚植师生对中华文化的认同感具有极其重要的探寻珍迹的本源意义和指导现实的创生价值。在新媒体时代,用红色校史赋能高校铸牢中华民族共同体意识教育,在传播话语、传播方式、传播格局方面面临前所未有的机遇与挑战。为抓住机遇,应对挑战,需要在话题赋能、科技赋能、传播赋能三个维度精准发力。在话题赋能方面,找准红色校史资源与铸牢中华民族共同体意识教育内容的契合点;在科技赋能方面,将红色校史资源嵌入铸牢中华民族共同体意识教育的时空维度;在传播赋能方面,依托红色校史资源激活铸牢中华民族共同体意识教育高质量发展的数字化引擎,多措并举,实现红色校史资源拓展高校铸牢中华民族共同体意识教育的发展空间。