水凝胶材料Hydrogel materials 栏目所有文章列表

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    鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶促进烫伤皮肤的修复
    赵建伟, 李勋胜, 吕金朋, 周 珏, 蒋一頔, 岳志刚, 孙红梅
    中国组织工程研究    2025, 29 (34): 7344-7352.   DOI: 10.12307/2025.491
    摘要832)      PDF (2620KB)(469)   


    文题释义:

    鹿茸干细胞:鹿茸周期性再生是一种基于干细胞的过程,这种干细胞被称作鹿茸干细胞,具有胚胎干细胞和间充质干细胞的双重特性,可以被诱导分化为成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞等多种细胞类型。
    外泌体:细胞由内出芽的方式形成的一类直径为30-150 nm的微小囊泡,这些囊泡内携带的蛋白质、脂质、mRNA、microRNA等分子可以被受体细胞摄取,从而发挥生物学功能。


    背景:近年来鹿茸干细胞及外泌体促进急性皮肤损伤修复的研究得到了越来越多的关注,但外泌体复合水凝胶促进烫伤修复的效果和机制仍不清楚。

    目的:探究鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶对大鼠深Ⅲ度烫伤创面愈合速度和质量的影响及作用机制。
    方法:提取鹿茸干细胞外泌体和骨髓间充质干细胞外泌体并与Pluronic F-127复合制备温敏水凝胶,采用恒温恒压烫伤仪制备大鼠深Ⅲ度烫伤模型,分4组给药:鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶组、骨髓间充质干细胞外泌体复合水凝胶组、人表皮生长因子凝胶组和空白组。观察烫伤大鼠创面皮肤的愈合情况并计算伤口愈合率;烫伤后28 d,苏木精-伊红染色观察创面愈合组织中皮肤附属结构生成情况,马松染色观察创面愈合组织胶原积累情况,免疫组化检测创面愈合组织中血管生成和炎症反应情况,qRT-PCR检测创面愈合组织中伤口愈合相关基因mRNA表达水平。

    结果与结论:①鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶能显著提高大鼠深度烫伤的愈合速度,并通过促进皮肤附属结构的再生、增加真皮厚度和促进胶原累积来提高伤口愈合质量;②鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶组创面愈合组织中肌成纤维细胞数量显著降低,新生血管和M2巨噬细胞数量显著增加;③鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶组创面愈合组织中转化生长因子β3和Ⅲ型胶原的mRNA水平显著高于空白组,转化生长因子β1、基质金属蛋白酶3和Ⅰ型胶原的mRNA水平显著低于空白组,与骨髓间充质干细胞外泌体复合水凝胶组和人表皮生长因子凝胶组并无显著差异。综上所述,鹿茸干细胞外泌体复合水凝胶能提高大鼠深度烫伤的愈合速度和愈合质量,这可能是通过抑制成纤维细胞生成,促进血管生成、巨噬细胞M2极化和调节胶原生成/降解基因的表达实现的。

    https://orcid.org/0000-0002-4336-941X (孙红梅) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程

    负载外泌体水凝胶修饰3D打印支架构建血管化的气道替代物
    沈子青, 夏 天, 单一波, 朱睿君, 万昊鑫, 丁 浩, 潘 枢, 赵 军
    中国组织工程研究    2024, 28 (5): 697-705.   DOI: 10.12307/2023.885
    摘要818)      PDF (2393KB)(818)   


    文题释义:

    外泌体:是一种由细胞分泌的包含有核酸、脂质和蛋白质的纳米囊泡状结构,在细胞间的交流中发挥着不可或缺的调节作用。
    甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶:透明质酸是由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰-D-氨基葡萄糖作为双糖结构单元的天然糖胺多糖聚合物,在细胞增殖、分化、形态发生和伤口愈合等生物学过程中发挥重要作用。在其分子链上接枝丙烯酸基团获得甲基丙烯酰化透明质酸,使其进一步具有光固化特性。


    背景:对于长段气管缺损的替代治疗,尽管近年来组织工程研究取得了一定的进展,但仍然不尽完善,其中最大的难点就是不能快速实现气管替代物的血运重建。

    目的:初步探索经负载外泌体水凝胶修饰的聚己内酯支架构建可快速血管化气管替代物的潜力。
    方法:提取SD大鼠骨髓间充质干细胞来源外泌体,制备甲基丙烯酰化透明质酸溶液,将外泌体溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液按照体积比1∶1混合,紫外光照射5 min制备负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶。检测未负载外泌体水凝胶的降解情况,负载外泌体水凝胶外泌体的控制释放情况。采用3D打印法制备聚己内酯支架,将单纯的甲基丙烯酰化透明质酸溶液与负载外泌体的甲基丙烯酰化透明质酸水溶液分别滴加至支架表面,紫外光照射后获得水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架。将30只SD大鼠采用随机数字表法分为3组,每组10只,分别于皮下包埋单纯的支架、水凝胶修饰的支架与外泌体修饰的支架,术后30 d取出各组支架及周围组织,通过苏木精-伊红及Masson染色观察新生血管生成情况,免疫荧光检测CD31的表达。

    结果与结论:①随着时间的推移,水凝胶逐渐降解,并且包封于水凝胶中的外泌体逐渐释放,可持续释放至30 d以上,并且外泌体的释放速率快于水凝胶自身的降解速率,浸泡30 d时仍有近20%的外泌体未被释放;②扫描电镜下可见,单纯的聚己内酯支架表面粗糙,经水凝胶修饰后,支架孔隙之间覆盖一层凝胶物质,支架表面变得光滑、致密;③大鼠皮下包埋30 d后,苏木精-伊红及Masson染色显示,与水凝胶修饰支架组相比,外泌体修饰支架组支架内部可见更多的新生血管形成,两组支架表面的水凝胶未完全降解;免疫荧光染色显示,外泌体修饰支架组CD31表达高于水凝胶修饰支架组(P < 0.000 1);④结果表明,甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶可以作为外泌体的控释载体,经负载外泌体甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶修饰后的3D打印聚己内酯支架,具有良好的生物相容性,且具有促进新生血管形成的潜力。

    https://orcid.org/0000-0003-3916-6983(沈子青)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶修复兔骨软骨缺损
    王 武, 樊晓磊, 谢 杰, 胡懿郃, 曾 敏
    中国组织工程研究    2024, 28 (5): 682-689.   DOI: 10.12307/2024.252
    摘要758)      PDF (3004KB)(1553)   


    文题释义:

    3D打印技术:又称快速成型技术或增材制造技术,是指在计算机控制下精准、快速地实现材料复杂宏观结构和精细微观结构的一体化构建,在控制材料孔隙结构及力学性能等方面具有独特优势,可精确制造个性化的组织工程支架。目前应用较多的有光固化立体印刷技术、熔融沉积成型技术、选择性激光烧结技术及3D 生物打印技术等,而聚乳酸和聚乙烯醇是目前熔融沉积成型技术中最常用的打印原材料。
    水凝胶:是水溶性或亲水性的高分子,通过化学或物理交联方式形成的一种具有三维网状结构的凝胶,它可以在水中迅速溶胀并能在此状态下饱含大量水分而不溶解。其根据材料不同可分为天然水凝胶和合成水凝胶两大类,聚乙烯醇水凝胶是经过冷冻融化处理后得到的一种常温下状态稳定的合成水凝胶。


    背景:关节骨软骨缺损是目前骨科医生面临的难题,传统修复方法难以取得满意疗效,以羟基磷灰石-聚乙烯醇为基础的复合水凝胶材料是目前研究的一个方向。

    目的:制备羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征其物理学特征,验证其植入体内后的组织相容性及细胞黏附增殖能力,探讨其对兔骨软骨缺损的修复效果。
    方法:利用3D打印技术制备圆柱状多孔聚乳酸支架(孔径分别为1.2,1.4,1.6,1.8 mm),再将聚乙烯醇及羟基磷灰石混合乳液灌入聚乳酸支架中,经过冻融及二氯甲烷溶解后制成羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶。然后将胶原-壳聚糖-明胶混合液灌入羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶中,利用京尼平进行交联,最后经乙醇清洗及冷冻干燥制成羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶,表征4组水凝胶的物理学特征,筛选性能最优的水凝胶进行后续实验。将羟基磷灰石-聚乙烯醇水凝胶、胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶分别植入SD大鼠皮下,苏木精-伊红与Masson染色观察材料表面的细胞黏附生长状况。在15只兔双侧膝关节股骨滑车制作骨软骨缺损(直径5 mm、深6 mm)模型,左侧植入复合水凝胶(实验组),右侧未植入任何材料(对照组),Micro-CT及组织学检测来评估其对骨软骨缺损的修复效果。

    结果与结论:①综合孔隙率、含水率、力学测试及扫描电镜结果,得出孔径1.2 mm的羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶更符合天然软骨的一般特性,用于后续实验;②苏木精-伊红与Masson三色染色显示,随着材料植入大鼠皮下时间的延长,两种材料周边黏附的细胞均明显增多,其中胶原-壳聚糖-明胶植入后的细胞增殖状况更好,可见大量细胞长入其形成的网状结构,且网状结构也逐渐降解;③在兔骨软骨缺损实验中,至术后8周时,Micro-CT检查显示实验组植入的材料和周围骨-软骨整合良好,其表面及内部均有部分骨长入,对照组软骨及软骨下层仍然存在明显的缺损,未形成有效修复;苏木精-伊红与甲苯胺蓝染色显示,实验组植入复合水凝胶4-8周后即与周围骨软骨发生整合,随着时间的延长材料表面逐渐有新生软骨形成,至12周时缺损处大部分被新生软骨覆盖,软骨下层也出现良好的骨长入;对照组至术后12周虽然深层骨缺损大部分修复、浅层的软骨及软骨下骨缺损也有一定程度修复,但主要被纤维组织及部分纤维软骨替代;④结果表明,羟基磷灰石-聚乙烯醇/胶原-壳聚糖-明胶复合水凝胶材料可仿生天然软骨的结构和功能,在动物实验中能有效修复骨软骨缺损。

    https://orcid.org/0000-0001-9791-9491(王武)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    可缓释富血小板血浆生长因子的新型自组装多肽水凝胶制备及性能表征
    祁凤英 , 王 蕾, 李东东, 阎少多, 刘 坤, 郑义哲, 何子心, 易晓阳, 王东根, 付秋霞, 梁 俊
    中国组织工程研究    2024, 28 (15): 2364-2370.   DOI: 10.12307/2024.369
    摘要709)      PDF (1443KB)(444)   


    文题释义:

    富血小板血浆凝胶:富血小板血浆是通过分离和浓缩静脉血而获得的浓缩血小板血浆。富血小板血浆经过外源凝血酶/钙离子激活后呈现为凝胶状,即富血小板血浆水凝胶,富含多种生长因子、细胞因子等促进组织修复和再生的生物活性分子。
    自组装多肽:自组装多肽分子易于设计、合成与修饰。与传统材料相比,经过外界环境激发后,多肽分子可通过多种非共价相互作用自组装形成纳米纤维结构,通过依次结合或缠绕最终形成水凝胶,且自组装多肽水凝胶结构与细胞外基质相似,具有良好的生物降解性与缓释性能,是理想的组织工程生物材料。


    背景:富血小板血浆水凝胶由于生长因子的突发释放与伤口部位蛋白酶的快速清除,导致生长因子在伤口部位的停留时间较短,近年来研究者关注利用水凝胶材料包封富血小板血浆,以改善富血小板血浆水凝胶的不足。

    目的:制备自组装多肽-富血小板血浆水凝胶,探究其对富血小板血浆生物活性因子释放的影响。
    方法:采用固相合成法合成自组装多肽,以D-PBS配制成溶液。将不同体积的多肽溶液分别与富血小板血浆、氯化钙/凝血酶溶液混合制备水凝胶,使体系中多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察成水凝胶状态,并体外检测富血小板血浆中生长因子释放情况。将质量分数1%多肽溶液与质量分数1%人血清白蛋白溶液混合激发多肽自组装,使多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察液体流动状态,并检测自组装多肽的流变力学性能。通过扫描电镜与透射电镜观察多肽(质量分数分别为0.1%,0.001%)-人血清白蛋白溶液的微观结构。

    结果与结论:①不同体积多肽溶液与富血小板血浆均可形成水凝胶,与富血小板血浆水凝胶相比,0.1%,0.3%多肽-富血小板血浆凝胶可缓解表皮生长因子、血管内皮生长因子的突发释放,延长释放时间至48 h。②添加人血清白蛋白后,0.1%多肽组仍呈流动液体,0.3%多肽组呈半液体状态,0.5%多肽组激发自组装形成水凝胶,确定富血小板血浆中人血清白蛋白可激发多肽自组装;随着多肽质量分数的提高,自组装多肽的存储模量越高,越容易成胶。③透射电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽纳米纤维较短且无序堆积;添加人血清白蛋白后,多肽纳米纤维明显变长,并且相互交联成束,形成致密的纤维网络结构。扫描电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽呈无序堆积的片状结构;添加人血清白蛋白后,多肽自组装成相互交联且有序密集排列的多孔状结构。④结果显示,新型自组装多肽可由富血小板血浆激发自组装,根据人血清白蛋白与多肽的比例可精准调节自组装效果,且多肽对富血小板血浆生长因子有缓释作用,可作为一种新型的生物材料应用于组织修复。

    https://orcid.org/0009-0002-8023-2727(祁凤英)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    聚多巴胺修饰还原石墨烯负载纳米银复合Gap19多肽水凝胶的制备及抗菌评价
    李若彤, 吴悦宁, 邓云艺, 陈世超, 兰小蓉, 李适廷, 李广文
    中国组织工程研究    2025, 29 (34): 7333-7343.   DOI: 10.12307/2025.886
    摘要688)      PDF (3193KB)(420)   


    文题释义:

    纳米银-还原氧化石墨烯:纳米银具有强效的抑菌和广谱杀菌能力,被广泛应用于生物医学领域,并被誉为“21世纪的先进材料”。还原氧化石墨烯是部分氧化还原的石墨烯产物,保留了石墨烯的强力学性能,并具有丰富的官能团,因此常用于制备抗菌水凝胶。将纳米银与还原氧化石墨烯按一定比例混合,超声2 h后形成均匀混悬液纳米银-还原氧化石墨烯,可有效提高材料的抗菌性。
    Gap19:是由连接蛋白43胞质环衍生的9个氨基酸组成的多肽,通过诱导连接蛋白43的降解来阻断细胞间的交换,是连接蛋白43半通道的特异性抑制剂。生理状况下,连接蛋白43半通道处于闭合状态以防止ATP等丢失及钙离子内流等,而当机体处于炎症等病理状态时,连接蛋白43半通道被激活,可能促进疾病发展。课题组研究显示,Gap19能够抑制人牙髓细胞的炎症反应并促进其成牙本质分化和矿化。


    背景:活髓保存疗法是治疗深龋等口腔常见疾病的主要疗法之一,盖髓材料的抗菌性能对疗效至关重要。目前常用的盖髓材料抗菌性较弱并会激起牙髓组织一定的炎症反应,从而导致治疗失败。

    目的:探讨纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19水凝胶材料的抗菌作用。
    方法:制备纳米银-还原氧化石墨烯。使用含不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖。采用抑菌圈实验检测不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯对金黄色葡萄球菌的抑制作用。通过CCK-8与抑菌圈实验结果筛选促细胞增殖与抑菌效果最明显的纳米银-还原氧化石墨烯质量浓度,负载于水凝胶中。使用含不同浓度Gap19(一种针对连接蛋白43半通道的特异性抑制剂)的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖,筛选促细胞增殖效果最明显的Gap19浓度,负载于水凝胶中。制备纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19(AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19)水凝胶,表征该水凝胶材料的理化性质。将金黄色葡萄球菌(或大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌)悬液分别与三氧化矿物凝聚体、聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶、纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶共培养,以单独培养的细菌悬液为空白对照组,检测各组水凝胶的抗菌率。

    结果与结论:①通过CCK-8与抑菌圈实验结果确定纳米银-还原氧化石墨烯的最佳质量浓度为12.5 μg/mL,通过CCK-8实验确定Gap19的最佳浓度为20 μmol/L;②扫描电镜下可见AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶呈褶皱多孔状,纳米银在水凝胶表面及内部均有负载;能谱分析结果显示纳米银-还原氧化石墨烯与Gap19成功负载至水凝胶上;③4种水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌均具有明显的抑制作用,并且以纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶的抗菌作用最显著,说明AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶作为一种新型盖髓材料具备明显的抗菌作用。

    https://orcid.org/0009-0003-3823-307X (李若彤) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程

    甲基丙烯化明胶微球缓释Kartogenin修复髓核退变的体外评估
    田 鑫, 刘 滔, 杨惠林, 何 帆
    中国组织工程研究    2024, 28 (5): 724-730.   DOI: 10.12307/2024.247
    摘要674)      PDF (1285KB)(507)   


    文题释义:

    Kartogenin:2012年发现的脂溶性小分子药物,能有效促进间充质干细胞成软骨分化,分泌软骨样细胞外基质,主要通过调节核心结合因子β亚基-RUNX1等信号通路发挥其促软骨分化的作用。
    甲基丙烯化明胶微球:甲基丙烯化明胶通过微流控技术制备而来的高度分散且大小均一的水凝胶微球,表面富有多种易于改性的活性基团和细胞黏附位点,可用于细胞3D培养和药物搭载。


    背景:细胞外基质合成与降解的失衡是髓核退变的主要原因,小分子药物Kartogenin(KGN)可恢复基质合成和降解的平衡。利用合适的载药系统实现KGN的缓释对KGN发挥长期有效的治疗至关重要。

    目的:用甲基丙烯酰化明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)包裹KGN,通过微流控技术制备成可注射的水凝胶微球,探究其生物相容性和对髓核细胞生物学功能的影响。
    方法:将β-环糊精(β-cyclodextrins,β-CD)与KGN混合成包合物,与10%GelMA按1∶9的体积混合,利用微流控技术制备可注射水凝胶微球GelMA@β-CD@KGN,扫描电镜表征微球的微观形貌,检测水凝胶微球浸泡于PBS中1个月的药物释放情况。提取SD大鼠髓核细胞,将第1代细胞分3组培养:对照组单独培养髓核细胞,另外两组分别将GelMA@β-CD微球、GelMA@β-CD@KGN微球与髓核细胞共培养,利用CCK-8法检测细胞增殖,活死细胞染色检测细胞存活。分别用含有白细胞介素1β和不含白细胞介素1β的完全培养基将髓核细胞与两种微球共培养,采用RT-PCR法检测髓核细胞基质合成蛋白和分解蛋白的mRNA表达。

    结果与结论:①扫描电镜下可见,冻干后的GelMA@β-CD@KGN微球为规则的球形,保持高度分散且大小均一,形状饱满;GelMA@β-CD@KGN微球体外可持续释放药物,至30 d时药物释放量达到总量的62%;②活死细胞染色显示,GelMA@β-CD@KGN可保持髓核细胞的活性;CCK-8检测显示,GelMA@β-CD@KGN可促进髓核细胞的增殖;③在含或不含白细胞介素1β的完全培养基中,GelMA@β-CD@KGN微球组聚集蛋白聚糖、Ⅱ型胶原的mRNA表达均高于GelMA@β-CD微球组(P < 0.05,P < 0.01),基质金属蛋白酶13、血小板反应蛋白解整合素金属肽酶5的mRNA表达均低于GelMA@β-CD微球组(P < 0.01);④结果表明,GelMA@β-CD@KGN微球具有良好的生物相容性和药物缓释能力,作为载药系统是一种具有广阔应用前景的生物材料。

    https://orcid.org/0000-0003-0289-9737(田鑫)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶促皮肤创面的修复
    邓 劲, 李廷华, 朱 海, 杨 晓, 曹 俊, 朱向东
    中国组织工程研究    2024, 28 (10): 1497-1504.   DOI: 10.12307/2024.374
    摘要646)      PDF (3302KB)(2117)   


    文题释义:

    不同构型精氨酸:精氨酸是人体内必需的一种氨基酸,同时其也是创面愈合过程中的重要介质。该论文中不同构型精氨酸是指左旋精氨酸和右旋精氨酸,通过将左旋精氨酸、右旋精氨酸以及两者按照质量比1∶1混合对壳聚糖进行改性,获得改性壳聚糖水凝胶。


    背景:目前临床皮肤创面愈合仍然是一大难题,而具有免疫调节功能的生物材料成为当下组织修复领域的研究前沿,因此,研究具有免疫调节功能的创面敷料具有重要意义。

    目的:制备不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶,评估其促大鼠创面愈合的能力。
    方法:①体外实验:采用EDC/NHS体系分别合成了单纯左旋精氨酸、单纯右旋精氨酸及左旋精氨酸与右旋精氨酸联合改性的壳聚糖材料,以醛基化的四臂聚乙二醇为交联剂,通过席夫碱反应构建精氨酸改性壳聚糖水凝胶,依次命名为CS-L、CS-D、CS-DL水凝胶,表征水凝胶的理化性能。将3种水凝胶浸提液分别与成纤维细胞共培养,采用CCK-8法及活死染色评价水凝胶的细胞相容性,通过划痕实验评价水凝胶对成纤维细胞迁移能力的影响。将3种水凝胶分别与大鼠红细胞悬液共孵育,评估水凝胶的血液相容性。将3种水凝胶浸提液分别与巨噬细胞RAW264.7共培养,评估水凝胶对细胞产生NO及极化分型的影响。②体内实验:采用随机数字表法将36只成年SD大鼠分为4组,每组9只,在每只大鼠背部制作2个2 cm×2 cm的全层皮肤缺损创面,对照组创面滴加生理盐水,CS-L组、CS-D组、CS-DL组创面分别滴加对应的水凝胶,包扎固定。术后定期观察创面愈合情况;术后3,10,21 d取材,进行苏木精-伊红染色;术后10 d取材,进行M2型巨噬细胞免疫荧光染色。

    结果与结论:①体外实验:扫描电镜下可见3种水凝胶内部均有明显的互穿网络结构,孔径范围70-200 µm;3种水凝胶均具有良好的溶胀性能、降解性能、自愈合性能及合适的机械强度。3种水凝胶具有良好的细胞相容性与血液相容性,可促进成纤维细胞的迁移。3种水凝胶均具有促进巨噬细胞极化的能力,其中CS-D水凝胶促巨噬细胞极化能力最强;CS-L水凝胶具有促进巨噬细胞产生NO的能力。②体内实验:术后3,10 d,CS-L组、CS-D组大鼠创面愈合率高于对照组(P < 0.05);术后21 d,3种水凝胶组大鼠创面愈合率高于对照组。苏木精-伊红染色显示,术后3 d,各组大鼠创面组织中都有大量炎性细胞浸润,伴有新生血管及成纤维细胞;术后10 d,对照组创面中仍有较多炎性细胞浸润,其他3组炎症情况有所改善,特别是CS-D组炎症细胞减少较为明显;术后21 d,各组创面上皮修复良好,CS-L组和CS-D组基本无炎症细胞浸润,对照组仍有少量炎症细胞浸润。免疫荧光染色显示,CS-D组M2型巨噬细胞数量多于其他3组(P < 0.05)。③结果表明:不同构型精氨酸改性壳聚糖水凝胶可以通过不同机制促进创面愈合。

    https://orcid.org/0000-0002-1930-0850(邓劲)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架的制备与表征
    袁 勋, 丁振罡, 付力伟, 吴 江, 郑亚哲, 张智超, 田广招, 眭 翔, 刘舒云, 郭全义
    中国组织工程研究    2024, 28 (22): 3517-3523.   DOI: 10.12307/2024.531
    摘要644)      PDF (1947KB)(415)   


    文题释义:

    甲基丙烯酰化透明质酸:是采用甲基丙烯酸酐对透明质酸进行改性得到的一种改性透明质酸水凝胶,含有化学活性取代基,可通过紫外线照射快速聚合,具有良好的可复制性和理化性能可调节特性,被视为良好的光固化打印生物材料。
    脱细胞华通胶:是由人脐带剥离血管及表面被膜后得到的胶冻样组织,具有与软骨组织相似的组成和功能,被认为是组织工程软骨的潜在支架材料。


    背景:随着组织工程为关节软骨损伤修复这一世界难题带来了新的希望,构建成分仿生的光固化3D打印水凝胶支架对软骨组织工程具有重要意义。

    目的:通过数字光处理3D打印技术构建成分仿生的甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架,评价其生物相容性。
    方法:从人脐带中分离提取华通胶组织后进行脱细胞处理,冷冻干燥后磨成粉末,溶于PBS中制备50 g/L的脱细胞华通胶溶液。制备甲基丙烯酰化透明质酸,冻干后溶于PBS中制备50 g/L的甲基丙烯酰化透明质酸溶液。将脱细胞华通胶溶液与甲基丙烯酰化透明质酸溶液以体积比1∶1混合,加入光引发剂后作为生物墨水。通过数字光处理3D打印技术分别制备甲基丙烯酰化透明质酸水凝胶支架(记为HAMA水凝胶支架)与甲基丙烯酰化透明质酸/脱细胞华通胶水凝胶支架(记为HAMA/WJ水凝胶支架),表征支架的微观结构、溶胀性能、生物相容性与促软骨分化性能。

    结果与结论:①扫描电镜下见两组支架均呈三维立体的网状结构,其中HAMA/WJ水凝胶支架纤维连接更加均匀;两组支架均在10 h内达到溶胀平衡,HAMA/WJ水凝胶支架的平衡溶胀比低于HAMA水凝胶支架(P < 0.05)。②CCK-8实验显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖;死活染色显示骨髓间充质干细胞在两组支架上生长良好,并且HAMA/WJ水凝胶支架上的细胞立体分布均匀、细胞数量更多;鬼笔环肽染色显示相较于HAMA水凝胶支架,HAMA/WJ水凝胶支架上的骨髓间充质干细胞黏附与铺展更佳。③将骨髓间充质干细胞接种于两组支架后进行成软骨诱导培养,qRT-PCR检测结果显示,HAMA/WJ水凝胶支架组聚集蛋白聚糖、SOX9、Ⅱ型胶原mRNA表达量均高于HAMA水凝胶支架组(P < 0.05,P < 0.01)。④结果表明,数字光处理3D生物打印HAMA/WJ水凝胶支架可促进骨髓间充质干细胞的增殖、黏附及成软骨分化。

    https://orcid.org/0009-0003-2356-399X(袁勋)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    透明质酸水凝胶包裹骨髓间充质干细胞改善心肌梗死大鼠的心功能(Ⅲ)
    林 峰, 程 玲, 高 勇, 周建业, 商青青
    中国组织工程研究    2024, 28 (3): 355-359.   DOI: 10.12307/2023.837
    摘要636)      PDF (1464KB)(238)   


    文题释义:

    透明质酸:是一种线性的糖胺聚糖,在多种天然组织细胞外基质中含量丰富,参与细胞黏附、迁移、增殖及分化,在机体组织水分保持、关节润滑和损伤修复过程中发挥重要作用。透明质酸通过化学交联方法能形成具备一定特性和机械性能的水凝胶。
    可注射水凝胶修复梗死心肌的作用机制:①作为细胞移植的载体,通过其本身的黏滞性阻止因心脏跳动和静脉回流导致的细胞逃逸,提高移植细胞的滞留,并能为移植细胞提供合适的三维立体生长环境,防止细胞的失巢凋亡,提高细胞存活率;②作为蛋白或者生长因子的控制释放载体,防止这些生物活性分子被体内酶降解,阻止其一过性释放,延长生物活性分子在体内的作用时间,并实现局部用药;③水凝胶通过材料堆积增加梗死区室壁厚度,提供力学支撑;④性能优良的水凝胶能为内源性修复创造条件,为干细胞植入提供附着支架;⑤水凝胶降解的活性生物片段招募内源性干细胞,促进心肌再生。


    背景:作者前期的研究结果显示透明质酸水凝胶包裹骨髓间充质干细胞显著改善大鼠心肌梗死后心功能。

    目的:探索透明质酸水凝胶及骨髓间充质干细胞促进心肌修复的分子机制。
    方法:分离培养雄性SD大鼠骨髓间充质干细胞,然后用透明质酸水凝胶包裹骨髓间充质干细胞在培养皿中进行体外三维培养。结扎雌性SD大鼠左冠状动脉前降支制作心肌梗死模型,1周后行超声检测,将符合条件的大鼠随机分为4组:①PBS组(n=12);②透明质酸组(n=12);③骨髓间充质干细胞组(n=15);④骨髓间充质干细胞+透明质酸组(n=15)。造模1周后将模型鼠行二次开胸,按照分组将PBS、透明质酸水凝胶、骨髓间充质干细胞、透明质酸水凝胶包裹骨髓间充质干细胞注射到梗死边缘区及梗死区。移植后1 d、1周、2周,Western blot检测梗死区域及周边的基质金属蛋白酶2、血管内皮生长因子、胸腺素β4以及c-Kit的蛋白表达水平,移植后2周免疫荧光检测移植细胞的分化情况。

    结果与结论:①在移植后1周时,骨髓间充质干细胞组的基质金属蛋白酶2及血管内皮生长因子蛋白表达水平明显高于其他3组(P < 0.05);在移植后2周时,透明质酸组的基质金属蛋白酶2及血管内皮生长因子的表达水平明显低于其他3组(P < 0.05),但骨髓间充质干细胞+透明质酸组的基质金属蛋白酶2及血管内皮生长因子表达水平与骨髓间充质干细胞组相比无差异,这可能反映了透明质酸水凝胶对骨髓间充质干细胞分泌的因子起到缓释作用以至于移植细胞的旁分泌效应得到延长,这种延长的旁分泌效应抵消了2周时透明质酸水凝胶引发的抑制效应;②与PBS组相比,透明质酸组、骨髓间充质干细胞组及骨髓间充质干细胞+透明质酸组的胸腺素β4及c-Kit表达水平明显升高(P < 0.05);③移植后2周未检测到移植细胞向心肌细胞或血管分化;④提示:移植的骨髓间充质干细胞是通过旁分泌作用促进心肌修复,透明质酸水凝胶延长了移植骨髓间充质干细胞的旁分泌作用。

    https://orcid.org/0000-0002-3332-2642(商青青)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    携川芎嗪超分子导电水凝胶表征分析及对脊髓损伤大鼠的修复作用
    吴杨鹏, 杨晓慧, 劳克诚, 戴世友, 范 筱
    中国组织工程研究    2024, 28 (10): 1505-1511.   DOI: 10.12307/2024.320
    摘要615)      PDF (2045KB)(562)   


    文题释义:

    携川芎嗪超分子导电水凝胶:将具有抗炎、改善脊髓损伤后缺血缺氧微环境的中药有效单体川芎嗪负载于超分子导电水凝胶中,构建成一种可注射、可导电、可降解、可载药的新型复合组织工程材料,微创注射于脊髓损伤病灶区以实现理想填充及长效给药。
    川芎嗪:是一种中成药,应用较为广泛,属于吡嗪生物碱类,有扩张血管、增加动脉血流、抑制血小板聚集和血小板活性的作用,常用于治疗闭塞性血管疾病、脉管炎、脑血栓形成、冠心病、心绞痛等疾病。


    背景:基于医工结合理念和中医药治疗的优势,将中药有效活性成分单体负载于组织工程材料构建新型复合材料在损伤局部递送药物,是修复脊髓损伤的研究热点,有望成为解决这一难题的有效手段。

    目的:观察携川芎嗪超分子导电水凝胶修复大鼠脊髓损伤的效果。
    方法:制备携川芎嗪超分子导电水凝胶,表征其微观结构、电导率、流变性、溶胀率及体外缓释性能。采用随机数字表法将45只SD大鼠分为3组,每组15只:假手术组不损伤脊髓,模型组建立脊髓损伤模型,水凝胶组建立脊髓损伤模型后向脊髓损伤区域注射携川芎嗪超分子导电水凝胶。造模前及造模后1,7,14,21,28 d,采用BBB评分评估大鼠后肢运动功能恢复情况;造模后28 d取损伤处脊髓组织,分别进行苏木精-伊红染色、免疫组化染色及Western blot检测。
    结果与结论:①扫描电镜下可见,携川芎嗪超分子导电水凝胶呈现出三维微米尺度的多孔网络结构,具有较高的孔隙率,孔径约为

    100 µm;该水凝胶的电导率为7.66 S/m、溶胀率为3 764.42%,具备一定的力学稳定性能,同时具有可注射性;体外缓释实验显示,携川芎嗪超分子导电水凝胶可持续释放川芎嗪达800 h以上,且随着时间延长,药物累计释放量呈上升趋势。②随着造模时间的延长,模型组、导电水凝胶组大鼠后肢运动功能逐渐恢复,水凝胶组造模后14,21,28 d的后肢运动功能优于模型组(P < 0.05)。苏木精-伊红染色显示,模型组脊髓组织出现空洞,残端可见大量炎性细胞浸润;水凝胶组脊髓损伤区可见部分炎性细胞浸润,损伤区域空洞面积缩小,交接区出现神经元细胞,组织排列较为整齐。免疫组化染色及Western blot检测显示,水凝胶组大鼠脊髓组织中肿瘤坏死因子α、白细胞介素6蛋白表达低于模型组(P < 0.05),神经元核抗原蛋白表达高于模型组(P < 0.05)。③结果显示,携川芎嗪超分子导电水凝胶可促进损伤脊髓组织的修复。

    https://orcid.org/0009-0009-2372-2122(吴杨鹏)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    负载富血小板血浆的水凝胶促进糖尿病大鼠创面愈合
    张 娅, 牟秋菊, 王自林, 刘宏杰, 祝丽丽
    中国组织工程研究    2024, 28 (5): 690-696.   DOI: 10.12307/2023.976
    摘要582)      PDF (2080KB)(340)   


    文题释义:

    富血小板血浆:是富含血小板的血浆浓缩物,因其富含大量生长因子而被用于创面治疗。富血小板血浆中所含的血小板及生长因子,不但可对创面的止凝血、修复及抗感染发挥作用,还能对细胞增殖、血管生成等有促进作用。
    水凝胶:是一种具有三维网络状结构的聚合物,含水量高且具有良好的生物相容性,将其作为创面敷料能给受损皮肤组织提供稳定湿润的创面修复环境,加速创面愈合。


    背景:糖尿病创面存在感染、缺血、周围神经病变、血管病变等复杂情况,结构功能单一的普通水凝胶敷料不能满足糖尿病创面愈合的需求。

    目的:探讨负载富血小板血浆的水凝胶修复糖尿病大鼠皮肤全厚层缺损创面的效果。
    方法:抽取SD大鼠血液,制备富血小板血浆;分别制备单纯的羧甲基壳聚糖/氧化硫酸软骨素水凝胶与负载富血小板血浆的羧甲基壳聚糖/氧化硫酸软骨素水凝胶。取成年雄性SD大鼠,腹腔注射链脲佐菌素诱导糖尿病模型。造模成功后,在糖尿病大鼠背部制作直径为2 cm的圆形全厚层皮肤缺损创面,采用随机数字表法分为4组干预,每组10只:空白组创面贴敷纱布,水凝胶组、富血小板血浆组和复合水凝胶组创面分别贴敷单纯的水凝胶、富血小板血浆和负载富血小板血浆的水凝胶,治疗20 d内观察创面愈合情况。

    结果与结论:①治疗后第20天,水凝胶组、富血小板血浆组和复合水凝胶组创面愈合率高于空白组(P < 0.05),复合水凝胶组创面愈合率高于富血小板血浆组(P < 0.05);②治疗后第5天的苏木精-伊红染色显示,与空白组、水凝胶组和富血小板血浆组相比,复合水凝胶组创面组织中有大量的炎细胞浸润、新生肉芽组织及毛细血管生成;③治疗后第5天的免疫组化染色及Western blot检测结果显示,复合水凝胶组创面组织中的肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β蛋白表达低于空白组、水凝胶组和富血小板血浆组(P < 0.05);④Masson染色显示,治疗后第15天,与空白组、水凝胶组和富血小板血浆组相比,复合水凝胶组创面组织中胶原纤维更多,排列整齐、分布均匀致密;⑤CD31免疫荧光染色显示,治疗后第15天,复合水凝胶组创面组织中的CD31表达高于空白组、水凝胶组和富血小板血浆组(P < 0.05);⑥结果显示,负载富血小板血浆的复合水凝胶能够通过促进肉芽组织生成、胶原纤维合成、血管生成以及减轻炎症反应来促进糖尿病大鼠皮肤全厚层缺损创面的愈合。

    https://orcid.org/0000-0002-9679-1382(张娅)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶促进骨性关节炎骨缺损的修复
    苏坤阳, 陈毕能, 陈益樑, 金少枫
    中国组织工程研究    2024, 28 (10): 1568-1574.   DOI: 10.12307/2024.363
    摘要580)      PDF (3021KB)(367)   


    文题释义:

    雷奈酸锶:是一种具有抑制破骨、调控成骨作用的功能性药物。近年来的研究显示,雷奈酸锶可以促进软骨分化,从而调控软骨的修复,因此其在骨性关节炎的治疗中展现了巨大的潜力。
    药物递送系统:是指通过将药物搭载于生物材料中来构建一种能够使药物在时空及剂量上在疾病部位特异性分布的体系,其可在疾病部位持续释放治疗药物,显著提高药物的生物利用度,减少毒副作用、用药次数,增强治疗效果。


    背景:软骨退行性变和软骨下骨损伤是骨性关节炎的主要病理特征,根据这一病理特征进行局部调控将是骨性关节炎治疗的有前景改进方案。

    目的:设计并研究一种可注射载雷奈酸锶药物递送系统,观察其在骨性关节炎局部促进软骨修复并改善软骨下骨结构的治疗效果。
    方法:①体外实验:将雷奈酸锶搭载于海藻酸钠/胶原水凝胶基质中构建原位药物递送系统,表征该系统的体外缓释性能。将载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶(实验组)、海藻酸钠/胶原水凝胶(对照组)分别与骨髓间充质干细胞共培养,以单独培养的细胞为空白对照组,检测细胞增殖活性;在成软骨诱导分化后,分别进行番红O染色、阿利新蓝染色及RT-qPCR检测。将两种水凝胶分别与成骨细胞共培养,以单独培养的细胞为空白对照组,进行免疫荧光染色及RT-qPCR检测。②体内实验:取18只成年SD大鼠,通过内侧半月板切除的方法建立右后侧膝骨性关节炎模型,造模后1周,采用随机数字表法分3组处理:空白组不进行任何处理,对照组膝关节腔内注射海藻酸钠/胶原水凝胶,实验组右膝关节腔内注射载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶,每组6只。造模后第6周取材,分别进行Micro-CT扫描、苏木精-伊红染色、番红O染色及免疫荧光染色。

    结果与结论:①体外实验:载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶具有疏松多孔的微观结构,可持续释放雷奈酸锶,至21 d时累计释放量(60.89±0.58)%。骨髓间充质干细胞活死染色显示,两种水凝胶均具有良好的细胞相容性。CCK-8检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可促进骨髓间充质干细胞的增殖;番红O染色、阿利新蓝染色、免疫荧光染色及RT-qPCR检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可促进骨髓间充质干细胞的成软骨分化。免疫荧光染色及RT-qPCR检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可通过增加骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值而降低骨吸收活性。②体内实验:Micro-CT扫描显示,与空白组、对照组比较,实验组大鼠膝关节软骨下骨骨体积分数与骨密度升高(P < 0.05,P < 0.01)。组织学染色显示,与空白组、对照组比较,实验组大鼠膝关节软骨损伤明显减轻,促进Ⅱ型胶原蛋白的表达、抑制基质金属蛋白酶2蛋白的表达(P < 0.05,P < 0.01)。③结果表明:载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶能促进骨性关节炎软骨缺损的修复、重建软骨和软骨下骨之间的复杂界面。

    https://orcid.org/0009-0000-0346-401X(苏坤阳)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    负载槲皮素的羧甲基壳聚糖水凝胶促进糖尿病大鼠创面愈合
    董美林, 都海宇, 刘 源
    中国组织工程研究    2025, 29 (4): 692-699.   DOI: 10.12307/2025.218
    摘要570)      PDF (1469KB)(293)   

    文题释义:
    糖尿病难愈性创面:是指发生于糖尿病患者且治疗周期超过1个月未愈合的创面,临床上以糖尿病足最常见。
    槲皮素:是一种多羟基黄酮类化合物,化学名为3,3’,4’,5,7-五羟基黄酮,具有多种生物学活性,药理学作用广泛,它具有抗氧化及清除自由基的作用,还具有抗炎、抗病毒、抗肿瘤、降糖、降脂及免疫调节等作用。
    背景:槲皮素具有抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老、抗抑郁等药理作用,具有极高的药用价值。槲皮素可以促进正常大鼠创面的愈合,但是以槲皮素为主要成分的药物研发较少,限制了其在临床的广泛应用。
    目的:以水凝胶材料负载槲皮素,探讨槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶在糖尿病大鼠创面中的应用效果。
    方法:①分别制备羧甲基壳聚糖水凝胶与槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,表征水凝胶的微观形貌、体外释药性能。②细胞实验:将小鼠L929成纤维细胞分4组培养,空白对照组常规培养,纯水凝胶组、药物组、载药水凝胶组分别加入羧甲基壳聚糖水凝胶、槲皮素溶液与槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,检测细胞增殖与迁移能力。③动物实验:取80只SD大鼠建立糖尿病模型,造模成功后在大鼠背部制作直径2 cm的全层皮肤缺损创面,随机分4组干预,空白对照组、纯水凝胶组、药物组、载药水凝胶组创面分别注射生理盐水、羧甲基壳聚糖水凝胶、槲皮素溶液、槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶,每组20只,无菌纱布包扎固定。术后观察创面愈合情况、创面病理形态、炎症因子表达及血管生成情况。
    结果与结论:①扫描电镜下可见两种水凝胶的微观形貌相似,均呈疏松多孔的网络结构,并且槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶具有良好的体外释药性能。②与空白对照组比较,其他3组细胞增殖与迁移率升高(P < 0.05);载药水凝胶组细胞增殖与迁移率高于纯水凝胶组、药物组(P < 0.05)。③载药水凝胶组大鼠术后5,11 d的创面愈合率高于其他3组;载药水凝胶组、纯水凝胶组、药物组大鼠术后18 d的创面愈合率基本达到100%,均高于空白对照组(P < 0.05)。苏木精-伊红染色显示,载药水凝胶组大鼠术后18 d创面可见完整的皮肤与皮肤附属器,空白对照组、纯水凝胶组、药物组大鼠术后25 d创面可见完整的皮肤与皮肤附属器。载药水凝胶组大鼠创面术后5,11,18 d的创面肿瘤坏死因子α、白细胞介素6水平均低于空白对照组(P < 0.05),术后11,18 d的创面转化生长因子β1水平低于空白对照组(P < 0.05)。载药水凝胶组大鼠术后11,18 d的CD31、血管内皮生长因子α mRNA表达量均高于其他3组(P < 0.05)。④结果表明,槲皮素-羧甲基壳聚糖水凝胶中的槲皮素可发挥调节炎症反应、促进血管新生的作用,可通过促进成纤维细胞的增殖与迁移,促进糖尿病大鼠创面的愈合。

    https://orcid.org/0009-0003-1170-2438(董美林)


    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程


    “消肿散”剂型优化的复方芙蓉叶凝胶治疗膝关节滑膜炎
    颜 威, 孔 博, 奚小冰, 许 勇, 贾友冀, 阮贝特, 张家慧, 马泓泓, 李中伟
    中国组织工程研究    2024, 28 (10): 1580-1585.   DOI: 10.12307/2024.367
    摘要568)      PDF (1230KB)(306)   

    文题释义:

    膏药剂型优化:是指对膏药制剂进行改良或改进,以提高其药效、安全性、透皮吸收性、稳定性、舒适性等方面的性能。优化包括改变膏药的配方、贴剂的材料和结构及调整药物释放速率等,可以使膏药更好地满足治疗需求,并提高患者的治疗体验和依从性。
    复方芙蓉叶凝胶膏剂:在国家级非物质文化遗产项目——魏氏伤科正骨疗法的名方“消肿散”基础上,通过对贴膏基质制作工艺的不断优化发展而来,临床上主要用于关节肿胀、疼痛的治疗,目前在上海交通大学医学院附属瑞金医院有几十年临床应用历史。


    背景:前期研究证实,新型复方芙蓉叶凝胶膏剂治疗急性软组织肿胀具有良好的效果。

    目的:观察复方芙蓉叶凝胶膏剂治疗膝关节滑膜炎的临床疗效。
    方法:选择2019年12月至2021年5月上海交通大学医学院附属瑞金医院诊治的膝关节滑膜炎患者72例,采用随机数字表法分为试验组与对照组,每组36例。试验组患者病患处进行复方芙蓉叶凝胶膏剂贴敷治疗,1次/d,12 h/次;对照组患者病患处进行双氯芬酸二乙胺乳胶剂涂抹治疗,2次/d。治疗28 d后,对比两组患者目测类比评分、WOMAC骨关节炎指数评分、SF-36生活质量评分、膝关节滑膜厚度及综合疗效。

    结果与结论:①两组患者治疗后的目测类比评分均低于治疗前(P < 0.05),试验组患者治疗7,14,28 d后的目测类比评分均低于对照组(P < 0.05);②两组患者治疗后的WOMAC骨关节炎指数评分均低于治疗前(P < 0.05),试验组患者治疗7,14,28 d后的WOMAC骨关节炎指数评分均低于对照组(P < 0.05);③两组患者治疗28 d后的SF-36生活质量评分均高于治疗前(P < 0.05),试验组治疗28 d后的SF-36生活质量评分高于对照组(P < 0.05);④试验组治疗28 d后的膝关节滑膜厚度小于对照组(P < 0.05),治疗有效率高于对照组(P < 0.05);⑤结果表明,与采用双氯芬酸二乙胺乳胶剂相比,新型复方芙蓉叶凝胶膏剂可以更好地缓解膝关节疼痛、改善膝关节功能、减少滑膜增生、提高患者整体生活质量。

    https://orcid.org/0000-0002-4353-7970(颜威)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    负载褪黑素的甲基丙烯酰明胶微球延缓髓核退变
    李洋锋, 田 鑫, 何 帆, 杨惠林
    中国组织工程研究    2024, 28 (5): 676-681.   DOI: 10.12307/2024.213
    摘要528)      PDF (1156KB)(318)   


    文题释义:

    褪黑素:为松果体分泌的一种内源性激素,主要控制昼夜节律,也是一种强大的抗氧化剂和自由基清除剂,对维持细胞和基质的内环境稳态至关重要。
    甲基丙烯酰明胶微球:将明胶改性后采用微流控等技术制成的微粒状水凝胶,具有良好的生物相容性和降解性,作为各种细胞或生物分子的支架广泛应用于生物组织工程。


    背景:髓核退变是椎间盘退变的重要病理环节,褪黑素可通过抗炎抗氧化等途径对细胞产生保护作用,然而褪黑素对髓核作用的研究较少,目前各种生物支架的出现为药物与材料结合的研究提供了新思路。

    目的:探究褪黑素是否可以通过减轻氧化应激损伤来改善髓核的代谢状态,以及负载褪黑素的甲基丙烯酰明胶(gelatin methacryloyl,GelMA)微球在体内对椎间盘退变的影响。
    方法:在体外,将褪黑素与成胶前的GelMA微球溶液结合,通过微流控技术将GelMA水凝胶制成微球,与髓核细胞共培养,利用CCK-8法检测细胞增殖活力,扫描电镜下观察微球的表面形态,用紫外分光光度计检测药物释放的速率,随后用白细胞介素1β诱导髓核退变,给予治疗后采用qRT-PCR 检测基质合成基因聚集蛋白多糖、Ⅱ型胶原蛋白α1及基质降解基因基质金属蛋白酶13、ADAMTS5的表达水平。在大鼠体内采用针刺方法诱导髓核退变,随后分别注入GelMA和GelMA@MT微球,6周后取标本进行组织染色,显微镜下观察组织形态的变化,对其进行组织学分析及评分。

    结果与结论:①电子扫描显微镜下观察制得的GelMA和GelMA@MT微球,褪黑素的结合并没有改变微球的形态与外貌;药物释放实验显示40 d后药物释放达到80%左右;②CCK-8结果显示,GelMA与GelMA@MT微球均无明显细胞毒性,且对髓核细胞增殖起促进作用;③qRT-PCR结果揭示,GelMA@MT微球可使白细胞介素1β环境下聚集蛋白多糖和Ⅱ型胶原蛋白α1的表达分别提高42.1%和27.1%,使基质金属蛋白酶13和ADAMTS5的表达分别降低70.7%和109.3%;④白细胞介素1β+GelMA@MT组活性氧水平显著低于白细胞介素1β组和白细胞介素1β+GelMA组;⑤切片组织学染色可见,负载了褪黑素的GelMA微球在体内可显著延缓椎间盘退变;⑥提示将褪黑素与GelMA水凝胶结合制成的GelMA@MT微球在体外显示出良好的细胞相容性,在体内外显著延缓髓核退变。

    https://orcid.org/0000-0002-9373-8201(李洋锋)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    自体富白细胞-血小板纤维蛋白凝胶与腘绳肌腱修复创伤性髌骨脱位
    王新民, 闫文凯, 宋亚辉, 刘 飞
    中国组织工程研究    2024, 28 (3): 404-410.   DOI: 10.12307/2023.888
    摘要500)      PDF (1507KB)(675)   


    文题释义:

    富白细胞-血小板纤维蛋白凝胶:是自体富血小板与白细胞第二代纤维生物浓缩制品,通过二次离心抗凝自体血制备,质地致密,呈凝胶状,含有高浓度浓缩的生长因子和CD34+细胞,是一种自体血小板的浓缩物。
    内侧髌股韧带:位于髌骨侧内缘的上2/3及股骨收肌结节与股骨内上髁之间的骨嵴上,是髌骨内侧的主要稳定结构,提供了抗髌骨外侧移位超过50%的力量。


    背景:临床上创伤性髌骨脱位合并内侧髌股韧带股骨止点或体部撕裂多采用内侧髌股韧带重建手术,为促进内侧髌股韧带重建术后的腱骨愈合,研究者采用了包括生长因子、干细胞、富血小板血浆在内的多种生物治疗技术。

    目的:探讨自体富白细胞-血小板纤维蛋白凝胶联合腘绳肌腱重建内侧髌股韧带修复创伤性髌骨脱位的临床疗效。
    方法:选择2019年2月至2021年2月秦皇岛市第一医院诊治的创伤性髌骨脱位患者37例,采用随机数字表法分为试验组(n=18)与对照组(n=19),试验组接受自体富白细胞-血小板纤维蛋白凝胶联合自体腘绳肌腱重建内侧髌股韧带手术,对照组接受单纯自体绳肌腱重建内侧髌股韧带手术。两组患者术后随访12个月,通过目测类比评分、Lysholm 评分、Kujala髌股关节评分及膝关节活动度评估患者膝关节疼痛及功能状态,通过MRI及CT片测量髌股关节髌骨倾斜角、髌骨适合角及髌骨外移率,评估髌股关节的稳定性及改善情况。

    结果与结论:①两组术后6,12个月的目测类比评分均低于术前(P < 0.05),术后6,12个月的Lysholm 评分、Kujala髌股关节评分均高于术前(P < 0.05);试验组术后6个月的Lysholm 评分、Kujala髌股关节评分高于对照组(P < 0.05),两组间术后12个月的目测类比评分、Lysholm 评分、Kujala髌股关节评分比较差异无显著性意义(P > 0.05);②两组术后12个月的髌股关节髌骨倾斜角、髌骨适合角、髌骨外移率及关节活动度测量值均较术前明显改善(P < 0.05);试验组术后12个月的髌骨倾斜角小于对照组(P < 0.05),两组间术后12个月的髌骨适合角、髌骨外移率及关节活动度及MRI评分比较差异无显著性意义(P > 0.05);③结果表明,自体富白细胞-血小板纤维蛋白凝胶联合腘绳肌腱重建内侧髌股韧带能有效治疗创伤性髌骨脱位,改善膝关节功能,恢复髌骨的运动轨迹。

    https://orcid.org/0000-0002-7867-2224(王新民)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    负载丹酚酸B甲基丙烯酰化明胶水凝胶对椎间盘退变的作用
    曹 胜, 孔令伟, 徐 昆, 孙志杰
    中国组织工程研究    2024, 28 (3): 380-386.   DOI: 10.12307/2023.883
    摘要480)      PDF (1276KB)(1749)   


    文题释义:

    水凝胶:具有良好的亲水与高度溶胀特性,既可以保持大量的水分,又可以维持独特的三维结构网络,近年来在药物输送、干细胞递送、传递生物活性蛋白等方面展现了良好的优越性。
    丹酚酸B:是丹参中含量最多的水溶性物质,其可抑制H2O2诱导的细胞损伤,有效清除过量的活性氧,发挥抗氧化特性,已被应用于许多疾病的治疗研究中。


    背景:丹酚酸B可抑制H2O2诱导的细胞损伤,有效清除过量的活性氧,发挥抗氧化特性,已被应用于许多疾病的治疗研究中。但是,有关丹酚酸B在椎间盘退变中作用及其作用机制的研究相对较少。

    目的:以甲基丙烯酰化明胶水凝胶为载体,通过体外细胞实验与动物体内实验观察丹酚酸B对氧化应激诱导的椎间盘退变的作用以及作用机制。
    方法:制备负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶(载药水凝胶)。①体外细胞实验:分离提取成年SD大鼠腰椎髓核细胞,选择第3代髓核细胞,分组处理:A组加入完全培养基;B组加入含H2O2的完全培养基;C组接种于未载药水凝胶上,加入含H2O2的完全培养基;D组接种于载药水凝胶上,加入含H2O2的完全培养基;E组接种于载药水凝胶上,加入含H2O2与TLR4信号通路抑制剂的完全培养基,检测细胞增殖、氧化应激、炎症反应、细胞基质相关蛋白的基因表达以及TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达。②动物体内实验:将60只成年SD大鼠随机分为正常组、针刺组、针刺+丹酚酸组、针刺+水凝胶组、针刺+载药水凝胶组,每组12只,后4组采用针刺建立椎间盘退变模型后依次注射生理盐水、丹酚酸B溶液、未载药水凝胶、载药水凝胶治疗,术后4周分别进行影像学检测、病理组织形态观察。

    结果与结论:①体外细胞实验:与A组比较,B组细胞增殖下降,氧化应激反应及炎症反应增强,细胞外基质降解酶(基质金属蛋白酶3、基质金属蛋白酶13、ADAMTS4、ADAMTS5)的表达增加(P < 0.05),细胞外基质(Ⅱ型胶原、蛋白聚糖)的合成减少(P < 0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达增加(P < 0.05);与B组比较,D、E组细胞增殖升高,氧化应激反应及炎症反应减弱,细胞外基质降解酶的表达减少(P < 0.05),细胞外基质的合成增加(P < 0.05),TLR4/核因子kB信号通路蛋白表达减少(P < 0.05),其中以E组效果更显著。②动物体内实验:术后4周,针刺+载药水凝胶组退变椎间盘的椎间盘高度指数、MRI指数以及椎间盘病理组织学评分均较针刺组有了显著改善,而单纯注射水凝胶或是丹酚酸B溶液虽也可一定程度地改善椎间盘退变情况,但均不及注射载药水凝胶组。③结果表明,负载丹酚酸B的甲基丙烯酰化明胶水凝胶可抑制退变椎间盘组织中的氧化应激反应与炎症反应,抑制细胞外基质的降解,缓解椎间盘退变的进程,该作用可能通过抑制TLR4/核因子kB信号通路来完成的。

    https://orcid.org/0000-0001-7342-0530(曹胜)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    负载成纤维细胞3D打印甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架的体外促血管化
    孙 慧, 王立军, 崔艾鑫, 李平平, 刘致一
    中国组织工程研究    2024, 28 (22): 3484-3489.   DOI: 10.12307/2024.536
    摘要471)      PDF (1779KB)(549)   


    文题释义:

    甲基丙烯酰化明胶:在组织工程有关研究中,水凝胶常作为载体用于构建和培养人工组织、器官和细胞,为生物医学研究和疾病治疗提供了强大的工具,甲基丙烯酰化明胶是一种常见的生物墨水,因具有良好的生物相容性和机械性能被广泛应用于该领域中。
    促血管化:作为组织再生中一种关键的生物学过程,血管化过程涉及新血管的形成和扩展,是维持组织和器官健康的重要因素之一,在许多生理过程如组织修复、骨骼生长和皮肤维持中发挥作用。


    背景:将种子细胞与3D生物打印技术相结合可特异性地构建各种组织和器官以满足组织修复的需求,但对于损伤组织促血管化的有关研究仍有待深入。

    目的:通过培养负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架获得上清液并与完全培养基按不同比例混合,以模拟组织修复过程中的细胞微环境,探究多种细胞微环境对内皮细胞促血管化的作用。 
    方法:采用挤压式3D生物打印工艺制备负载成纤维细胞的甲基丙烯酰化明胶水凝胶支架,制备水凝胶支架浸提液;将水凝胶支架浸提液与完全培养基按照1∶1、1∶2、1∶4的体积比混合获得条件培养基。将小鼠胚胎成纤维细胞BALB3T3、人脐静脉内皮细胞分别与完全培养基(对照组)、水凝胶支架浸提液共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖,活/死细胞染色分析细胞活性。采用3种条件培养基与完全培养基(对照组)分别与人脐静脉内皮细胞共培养,进行成管实验、血管基因检测与CD31免疫荧光染色。

    结果与结论:①扫描电镜下可见水凝胶支架呈多孔性结构,流变学结果显示该水凝胶具有良好的机械性能,CCK-8检测与活/死细胞染色显示该水凝胶支架浸提液无明显的细胞毒性。②成管实验显示,1∶1条件培养基组细胞成管总长度小于对照组(P < 0.05),4组细胞成管分支数比较差异无显著性意义(P > 0.05)。③qRT-PCR检测显示,对于血管内皮生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶2条件培养基组低于1∶1条件培养基组(P < 0.01);培养第3天,1∶2条件培养基组高于对照组(P < 0.01);培养第5天,1∶2条件培养基组高于其他3组(P < 0.01或P < 0.000 1),1∶1条件培养基组低于其他3组(P < 0.05或P < 0.01)。对于碱性成纤维细胞生长因子mRNA表达,培养第1天,1∶1条件培养基组高于对照组、1∶4条件培养基组(P < 0.01,P < 0.05),1∶2条件培养基组高于对照组(P < 0.05);培养第3天,1∶4条件培养基组高于对照组(P < 0.05)。④培养第3天,1∶2条件培养基组CD31表达高于对照组、1∶4条件培养基组(P < 0.05)。⑤结果表明该条件培养基可模拟组织损伤后血管再生微环境,进而促进内皮细胞的血管化进程,并且1∶2条件培养基促血管化效果最好。

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    脂质体凝胶负载油酸促进慢性烧伤创面的修复
    王毛毛, 张 庆, 吴博文, 谢 岩
    中国组织工程研究    2024, 28 (22): 3524-3531.   DOI: 10.12307/2024.524
    摘要430)      PDF (4328KB)(341)   


    文题释义:

    慢性烧伤创面:是指严重烧伤造成的经1个月以上正规治疗仍未愈合且无明显愈合趋势的创面。慢性烧伤创面的修复是临床上的一大棘手问题,也是烧伤治疗领域研究的重点和难点之一。
    脂质体凝胶:脂质体是由磷脂和其他两亲性物质分散于水中,由一层或多层同心脂质双分子膜包封而成的球状体,类似细胞结构,有生物膜的特性和功能,可以包裹水溶性或脂溶性药物,独特的结构使其成为药物递送的载体。脂质体凝胶是由脂质体和凝胶基质混合而制成的。


    背景:油酸能够调节炎症和免疫反应,具有修复皮肤创面的潜力,但油酸在病灶处滞留时间短、在空气中易自氧化而变质,需要合适的药物载体才能充分发挥疗效。

    目的: 探究油酸脂质体凝胶修复慢性烧伤创面的疗效。
    方法:采用薄膜分散法制备油酸脂质体溶液,随后溶于泊洛沙姆凝胶基质中制备油酸脂质体凝胶。①体外实验:将不同体积油酸脂质体凝胶加入细胞培养基中制备油酸脂质体凝胶溶液(体积比分别为1∶3、1∶9、1∶27),应用阿尔玛蓝染色检测不同体积比油酸脂质体凝胶溶液对人角质形成细胞和人成纤维细胞增殖的影响,结晶紫染色观察细胞形态。②体内实验:取成年SD大鼠,采用背部全层烧伤叠加创面皮下注射表柔比星复合因素构建慢性烧伤创面模型,将造模成功的30只大鼠随机分5组,每组6只:油酸脂质体凝胶组、油酸组、脂质体凝胶组、阳性对照组、阴性对照组创面分别外敷涂抹油酸脂质体凝胶、油酸、脂质体凝胶、重组人表皮生长因子凝胶与生理盐水的纱布,隔日换药一次,总共给药16次,观察创面愈合情况。

    结果与结论:①体外实验:阿尔玛蓝试剂检测与结晶紫染色显示,体积比为1∶9的油酸脂质体凝胶溶液可促进人角质形成细胞和人成纤维细胞的增殖。②体内实验:油酸脂质体凝胶组创面愈合时间短于其他4组(P < 0.01),用药第4,8,12,16,20天的创面愈合率高于其他4组(P < 0.01)。给药结束后,苏木精-伊红染色显示5组创面均上皮化愈合,其中油酸脂质体凝胶组表皮厚度最接近于正常皮肤,并且优于其他4组;免疫组化染色显示,油酸脂质体凝胶组创面中细胞角蛋白10、肿瘤蛋白63、α-平滑肌肌动蛋白、Ⅰ型胶原、肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、丙二醛及超氧化物歧化酶的表达最接近正常皮肤,并且优于其他4组。用药第12,32天,油酸脂质体凝胶组创面匀浆上清中肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、丙二醛及超氧化物歧化酶的表达最接近正常皮肤,并且优于其他4组。③结果表明:油酸脂质体凝胶可促进角质形成细胞和成纤维细胞的增殖,减轻炎症反应及氧化应激损伤,促进慢性烧伤创面的愈合。

    https://orcid.org/0000-0002-5066-728X(王毛毛)

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料口腔生物材料纳米材料缓释材料材料相容性组织工程

    阿仑膦酸钠/壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜的制备与表征
    胡 晨, 姜 莹, 陈 佳, 乔光伟, 董 文, 马 坚
    中国组织工程研究    2025, 29 (22): 4720-4730.   DOI: 10.12307/2025.455
    摘要404)      PDF (2203KB)(285)   


    文题释义:

    水凝胶:是由亲水性聚合物链通过化学及物理交联而形成的高分子三维网络结构,可以在水中迅速溶胀并吸收大量的水分,同时保留原有的形状和结构而不溶解于水中。
    阿仑膦酸钠:属于第三代双膦酸盐药物,可以通过抑制破骨细胞活性、抑制骨吸收而增加骨量,预防骨折,是治疗绝经后骨质疏松和老年性骨质疏松的一线用药。


    背景:骨质疏松症是牙种植治疗的高风险因素,制备缓释阿仑膦酸钠的组织工程支架应用于骨质疏松患者口腔种植手术是当前口腔骨组织工程研究热点。

    目的:制备阿仑膦酸钠/壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜,表征其缓释性能。 
    方法:①采用物理交联法制备不同质量比(壳聚糖与聚乙烯醇的质量比分别为3∶7、5∶5、7∶3)的壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜与单纯的壳聚糖、聚乙烯醇水凝胶膜,通过表征水凝胶膜的形貌、水接触角、力学性能、溶胀率与细胞相容性筛选适宜的水凝胶膜作为阿仑膦酸钠的载体。②制备含0,0.4,1.2,2.0 mg/L阿仑膦酸钠的单纯壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜,将大鼠骨髓间充质干细胞分别与4组水凝胶膜共培养,通过CCK-8法与CD44免疫荧光染色检测水凝胶膜的细胞相容性。将载药壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜浸泡于PBS中,采用紫外可见分光光度法检测复合水凝胶膜的药物释放性能。

    结果与结论:①表征结果显示,随着水凝胶膜中聚乙烯醇质量的增加,水凝胶膜的结构密度增加、孔隙率减少,水接触角(均在90°以内)、断裂伸长率与抗压强度增大,平衡溶胀率降低,对大鼠骨髓间充质干细胞的增殖均无影响,单纯壳聚糖水凝胶膜可促进大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,3∶7、5∶5比例复合水凝胶膜不影响大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,单纯聚乙烯醇水凝胶膜、7∶3比例复合水凝胶膜抑制大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,综合以上结果,选择5∶5复合水凝胶膜作为阿仑膦酸钠的载体。②CCK-8检测结果显示,含0.4,1.2 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜无细胞毒性;CD44免疫荧光染色结果显示,含0.4 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜不影响大鼠骨髓间充质干细胞的黏附,含1.2,2.0 mg/L阿仑膦酸钠组复合水凝胶膜抑制大鼠骨髓间充质干细胞的黏附;含0.4,1.2,2.0 mg/L阿仑膦酸钠的壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜在最初6 h内爆发性释放阿仑膦酸钠,此后均匀稳定地释放阿仑膦酸钠,释放时间达96 h以上。③结果表明,5∶5比例的壳聚糖/聚乙烯醇复合水凝胶膜具有良好的理化性能、细胞相容性,可以作为阿仑膦酸钠的缓释载体。

    https://orcid.org/0009-0005-0302-8257 (胡晨) 

    中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程