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黑磷调控氧化应激-炎症级联效应延缓椎间盘退变的机制

寇裕, 顾勇, 陈亮

中国组织工程研究 2024, 28 (15): 2338-2345. DOI: 10.12307/2024.250

摘要（389）

PDF （3135KB）（1966）

文题释义：

黑磷量子点：黑磷是一种磷原子构成的片层状二维材料，化学性质较为稳定，生物相容性良好，具有一定的还原性。黑磷量子点是将黑磷晶体通过超声液相剥离法制备的、具有超小尺寸和超薄厚度的黑磷纳米材料。黑磷量子点特定的理化性质使得其在光伏、光电子器件和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
Nrf2/ARE通路：对调节细胞氧化应激起重要作用。Nrf2蛋白是一种转录因子，正常情况下细胞在受到氧化性物质激活后，Nrf2转入细胞核与ARE的DNA序列结合，促进NQO1和血红素加氧酶1等具有抗氧化作用的Ⅱ期解毒酶的表达。

背景：氧化应激在椎间盘退行性变中扮演了重要的角色，黑磷量子点作为具有良好生物相容性的还原性材料，具有抗氧化应激并延缓椎间盘退变的潜力。

目的：通过体内外实验验证黑磷量子点清除椎间盘微环境内活性氧的作用，并进一步探究黑磷量子点对抗氧化通路Nrf2/ARE与椎间盘炎症的作用。
方法：采用超声液相剥离法制备黑磷量子点。①体外实验：分离提取SD大鼠髓核细胞，将第2-4代髓核细胞分别与不同的溶液共培养，分别为F12-DMEM培养基(空白组)、黑磷量子点溶液、过氧化氢溶液、过氧化氢+黑磷量子点溶液、过氧化氢+黑磷量子点+Nrf2特异性抑制剂ML385溶液，分别进行细胞活/死染色及细胞内活性氧、线粒体膜电位及Western Blot检测；②体内实验：将30只SD大鼠随机分为假手术组、穿刺组、穿刺+黑磷组，每组10只，穿刺组与穿刺+黑磷组采用椎间盘穿刺法建立Co7-10椎间盘退变模型，穿刺+黑磷组穿刺后向椎间盘注射黑磷量子点分散液，术后4，8周进行椎间盘组织影像学与组织学染色评估。

结果与结论：①体外实验：活/死染色显示，黑磷量子点生物相容性好，对细胞无毒性作用，且在氧化应激条件下对髓核细胞具有保护作用。细胞内活性氧及JC-1荧光探针显示，黑磷量子点可调控氧化应激导致的髓核细胞线粒体膜电位降低，并保护细胞免受过氧化氢诱导的细胞内氧化应激。Western Blot检测显示，与空白组比较，过氧化氢组Nrf2、血红素加氧酶1、醌氧化还原酶、Ⅱ型胶原的蛋白表达降低(P < 0.05)，肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、基质金属蛋白酶13、p65的蛋白表达升高(P < 0.05)；黑磷量子点的加入可逆转过氧化氢对Nrf2通路的抑制作用，减轻氧化应激造成的炎症反应，但Nrf2特异性抑制剂可取消这一作用。②体内实验：X射线片与MRI检测显示，术后4，8周，穿刺组椎间盘高度与髓核含水量低于假手术组(P < 0.05)，穿刺+黑磷组椎间盘高度与髓核含水量高于穿刺组(P < 0.05)。组织学染色显示，穿刺+黑磷组椎间盘退变程度轻于穿刺组，血红素加氧酶1蛋白表达量高于穿刺+黑磷组。③结果表明：黑磷量子点可通过调控Nrf2/ARE通路发挥抗氧化作用，并延缓椎间盘退变。

https://orcid.org/0000-0002-2936-8031(寇裕)

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

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生物羊膜修复跟腱断裂大鼠跟腱粘连及对愈合的影响

杨晓光, 时艳程, 马韬, 张继敏, 张伟

中国组织工程研究 2024, 28 (15): 2297-2301. DOI: 10.12307/2024.375

摘要（386）

PDF （1287KB）（640）

文题释义：

跟腱损伤：跟腱是连接脚跟骨和小腿肌肉的结构，负责支持足部运动和稳定性。在剧烈运动、长时间站立或某些疾病的影响下，跟腱可能会遭受损伤，导致疼痛和运动功能障碍。跟腱损伤分为两种类型：部分断裂和完全断裂，部分断裂通常会产生轻微的疼痛和运动不适，而完全断裂会导致严重的疼痛、无法行走和其他严重并发症。
生物羊膜：是指从羊胎盘中提取的一种生物材料，主要由羊胚胎盘的羊膜和羊水组成。生物羊膜具有天然的生物相容性和生物活性，具有许多独特的生理功能，包括促进皮肤细胞增生和修复、促进血管形成和免疫调节等，可用于创面覆盖、组织修复和再生医学等领域。

背景：跟腱损伤术后跟腱粘连会导致跟腱的生物力学性能下降、愈合能力减弱及超微结构改变，进而影响到患者的日常生活和工作能力，因此，如何有效处理和预防跟腱粘连已成为临床治疗的热点和难点问题。

目的：分析生物羊膜对跟腱断裂大鼠术后跟腱粘连、生物力学及超微结构的影响。
方法：取60只6周龄SD大鼠建立双侧后肢跟腱断裂模型，采用随机数字表法分2组干预：模型组直接缝合肌腱断端，羊膜组将生物羊膜包裹于断裂吻合口周围后缝合固定，每组30只。术后1，2，4周，评估跟腱粘连、生物力学、组织形态与结构及p38、ERK1/2蛋白表达。

结果与结论：①术后1周，两组大鼠跟腱及腱周组织轻度水肿，其中模型组跟腱组织粘连较明显；干预后2周，模型组大鼠跟腱及腱周组织仍有水肿，跟腱与周围组织粘连程度重于羊膜组；术后4周，两组大鼠跟腱周围均无水肿，愈合良好，羊膜组跟腱粘连程度轻于模型组。羊膜组大鼠术后2，4周的跟腱最大拉力大于模型组(P < 0.001)。②苏木精-伊红染色与透射电镜观察显示，术后1周，两组大鼠跟腱肌腱结构紊乱，胶原纤维排列稀疏，其中模型组可见明显的炎性反应与跟腱粘连；术后2周，模型组仍可见明显的炎性反应、跟腱粘连，胶原纤维无规则排序，羊膜组大鼠胶原纤维排列整齐、成纤维细胞内质网扩张；术后4周，模型组大鼠跟腱胶原纤维组织增厚、排列紊乱，成纤维细胞内粗面内质网较少，羊膜组胶原纤维排列有序且较薄，成纤维细胞内含大量粗面内质网。③术后4周的蛋白免疫印迹检测显示，羊膜组大鼠跟腱组织中p38及ERK1/2蛋白表达均低于模型组(P < 0.05)。④结果表明，生物羊膜可促进断裂跟腱术后的愈合、抑制跟腱粘连，该作用可能与调控MAPK/ERK信号通路有关。

https://orcid.org/0000-0002-7267-4907(杨晓光)

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

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生物羊膜和角膜绷带镜对翼状胬肉手术后角膜创面修复的作用

王世娟, 陈文生, 唐慧

中国组织工程研究 2024, 28 (17): 2642-2646. DOI: 10.12307/2024.476

摘要（303）

PDF （900KB）（175）

文题释义：

翼状胬肉：主要在睑裂区球结膜及结膜下纤维血管组织出现增生，并呈现三角形的角膜侵入，位于睑裂部球结膜，可侵犯角膜，单眼或双眼受累，因其形状酷似昆虫的翅膀而得名，当患者的病变接近瞳孔区时可引起患者角膜散光，导致视力下降。
神经性疼痛：指在没有外界刺激条件下躯体感觉系统的损害或疾病直接导致的疼痛，该病可由创伤和(或)疾病致末梢神经、脊髓后根、脊髓及其以上中枢神经某些部位损伤而引发。翼状胬肉手术切除后由于多方面原因可引发神经性疼痛，患者疼痛难忍，影响术后恢复。

背景：有文献报道，生物羊膜与角膜绷带镜应用于翼状胬肉术中均可明显减轻翼状胬肉切除术后疼痛反应、促进角膜创面愈合。

目的：对比生物羊膜与角膜绷带镜对翼状胬肉术后角膜创面修复与神经性疼痛的影响。
方法：选择南阳市第二人民医院2020年8月至2022年5月收治的原发性翼状胬肉患者121例(142眼)，均接受翼状胬肉切除联合自体游离结膜瓣移植手术，其中63例(68眼)采用生物羊膜修复角膜创面(生物羊膜组)，58例(74眼)采用硬性透氧性角膜接触镜修复角膜创面(绷带镜组)。术后随访，观察患者术后2周内的角膜创面修复情况；术后当天及术后1 d、2周，采用Wong-Baker脸评估神经性疼痛情况；术前、术后1个月、术后3个月，检测患者角膜地形图表面不对称指数、最佳矫正视力、角膜散光度及表面规则指数。

结果与结论：①绷带镜组患者术后2周的角膜创面愈合率高于生物羊膜组(P < 0.05)，创面愈合时间短于生物羊膜组(P < 0.01)；②绷带镜组患者术后当天及术后1 d的神经性疼痛程度低于生物羊膜组(P < 0.001)，两组术后2周的神经性疼痛比较差异无显著性意义(P > 0.05)；③两组患者术后1，3个月的角膜地形图表面不对称指数、最佳矫正视力、角膜散光度及表面规则指数均较术前明显改善(P < 0.05)，绷带镜组患者术后1，3个月的角膜散光度、角膜地形图表面不对称指数及表面规则指数均低于生物羊膜组(P < 0.05)；④术后3个月内，生物羊膜组复发1眼(1.47%)，绷带镜组复发3眼(4.05%)，组间比较差异无显著性意义(P > 0.05)；⑤结果表明，与生物羊膜相比，角膜绷带镜修复翼状胬肉手术后角膜创面的效果更佳。

https://orcid.org/0009-0002-0032-1144(王世娟)

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丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜的制备及性能表征

王璐, 徐婕, 夏一菁, 张新松, 赵彬

中国组织工程研究 2024, 28 (22): 3457-3463. DOI: 10.12307/2024.489

摘要（301）

PDF （3011KB）（159）

文题释义：

引导骨再生：将所制备的人工生物膜放置于软组织与骨缺损之间，依据各类细胞不同的迁移速度，利用引导骨再生膜的屏障作用隔绝外侧快速增殖的成纤维细胞，允许内侧成骨细胞不受干扰的生长，从而实现骨组织修复再生。
静电纺丝技术：是一种特殊的纤维制造工艺，置于注射器内的聚合物溶液在强电场的作用下被拉伸形成泰勒锥，且快速固化成超细纤维沉积在收集器上。通过设计不同的实验条件(如改变喷头结构、控制接收器转速等)可以获得核壳结构的超细纤维、高度取向纤维或无序纤维膜等。

背景：在构建具有生物功能的引导骨再生膜时，单一材料因功能不足而无法满足临床上的需要，因此将多种材料复合已成为目前组织修复工程的一种趋势。

目的：通过静电纺丝技术制备丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜，表征其理化性能和体外生物相容性。
方法：将0.8 g丝素蛋白溶解于10 mL六氟异丙醇中制备静电纺丝溶液，利用静电纺丝技术制备丝素蛋白纳米纤维膜(记为SF纤维膜)；将0.1，0.3，0.5，0.8 g的生物活性玻璃分别加入静电纺丝溶液中，利用静电纺丝技术制备丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜(依次记为SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG、SF/8BG纤维膜)。表征5组纤维膜的理化性能及生物相容性。

结果与结论：①扫描电镜下可见5组纤维表面光滑、连续且均匀，无串珠样结构，丝纤维之间无明显粘连，均表现出随机排布的无序多孔结构，添加生物活性玻璃后纤维膜的纤维直径减小。傅里叶红外光谱与X射线衍射检测显示，纤维膜中丝素蛋白与生物活性玻璃的化学结构稳定。SF、SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG、SF/8BG纤维膜表面的水接触角分别为105.02°，72.58°，78.13°，79.35°，72.50°。②将骨髓间充质干细胞分别接种于5组纤维膜上，CCK-8检测显示相较于SF、SF/8BG纤维膜，SF/1BG、SF/3BG、SF/5BG纤维膜可促进骨髓间充质干细胞的增殖；活/死细胞染色显示5组纤维膜表面的细胞活力较好，其中SF/5BG纤维膜表面的细胞数量更多、分布更均匀；罗丹明-鬼笔环肽染色与扫描电镜观察显示相较于SF纤维膜，SF/5BG纤维膜更有利于骨髓间充质干细胞的黏附。将骨髓间充质干细胞分别接种于5组纤维膜上进行成骨诱导分化，SF/3BG、SF/5BG组碱性磷酸酶活性高于其他3组(P < 0.05，P < 0.01，P < 0.001)；茜素红染色显示，添加生物活性玻璃后纤维膜的钙结节形成增加，并且以SF/5BG组钙结节形成最多。③结果表明，丝素蛋白/生物活性玻璃复合纤维膜具有良好的生物安全性和生物相容性。

https://orcid.org/0009-0007-5566-2852(王璐)；https://orcid.org/0009-0003-9472-5423(徐婕)

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干细胞工程化双面异性静电纺丝膜促进硬脊膜修复的体外实验

徐敬之, 王文博, 孙慧雯, 顾勇

中国组织工程研究 2024, 28 (10): 1540-1546. DOI: 10.12307/2024.248

摘要（280）

PDF （2042KB）（178）

文题释义：

双面异性：人工硬脊膜的内表面经过胶原蛋白自组装增加了亲水性，利于细胞黏附生长；人工硬脊膜的外表面为单纯的静电纺丝纤维膜，表面疏水，不利于细胞黏附，避免与周边组织粘连。
干细胞工程化：人工硬脊膜的内表面经过胶原蛋白处理后利于细胞黏附，故将间充质干细胞培养在内表面，使人工硬脊膜成为干细胞移植的载体。
硬脊膜：由致密结缔组织构成，厚而坚韧，形成一长筒状的硬脊膜囊，起固定作用，主要成分为胶原纤维和成纤维细胞。

背景：目前临床上采用自体组织或明胶海绵等材料对硬脊膜进行修补，但都存在不同程度的缺陷，因此亟需一种可以促进硬脊膜修复的生物材料。

目的：利用定向静电纺丝及胶原自组装技术构建双面异性静电纺丝膜，并将其负载骨髓间充质干细胞构建人工硬脊膜，探讨该人工硬脊膜的各项理化性能以及生物特性。
方法：采用静电纺丝技术及胶原自组装技术制备有序聚乳酸静电纺丝纤维的双面(一面为胶原蛋白，另一面为聚乳酸)异性静电纺丝膜(胶原组)、无序的聚乳酸静电纺丝膜(无序纤维组)、有序定向的聚乳酸静电纺丝膜(有序纤维组)，通过扫描电镜、力学拉伸、水接触角测试、降解实验等来表征静电纺丝膜的理化性能。将胶原组(在胶原蛋白面接种骨髓间充质干细胞，即得到干细胞工程化静电纺丝膜)、无序纤维组、有序纤维组静电纺丝膜分别与骨髓间充质干细胞共培养，采用CCK-8法和活/死染色评估静电纺丝膜的生物相容性，整合素β1免疫荧光染色评估静电纺丝膜的黏附特性。将干细胞工程化静电纺丝膜及胶原组静电纺丝膜分别与骨髓巨噬细胞共培养，通过诱导型一氧化氮合酶(M1型)、CD206(M2型)免疫荧光染色及qRT-PCR检测炎症相关基因的表达来评估免疫调控性能。

结果与结论：①定向静电纺丝纤维膜可模拟天然硬脊膜的纵向排列结构，胶原蛋白加入后，纤维膜的亲水性提高约2倍，力学性能提升了1.2倍；②与骨髓间充质干细胞共培养时，CCK-8和活/死染色显示，胶原组静电纺丝膜的细胞生物活性明显高于无序纤维组、有序纤维组；免疫荧光染色显示，胶原组整合素β1表达约为无序纤维组、有序纤维组的2.6倍，且细胞铺展形态良好；③与骨髓巨噬细胞共培养时，免疫荧光染色显示，干细胞工程化静电纺丝膜组M1型巨噬细胞荧光强度低于胶原组(P < 0.01)，M2型巨噬细胞荧光强度高于胶原组(P < 0.01)；qRT-PCR检测显示，干细胞工程化静电纺丝膜组促炎性基因肿瘤坏死因子α和白细胞介素1β mRNA表达低于胶原组(P < 0.001)，抑炎性基因白细胞介素10和转化生长因子β mRNA表达高于胶原组(P < 0.001)；④结果表明，干细胞工程化的两面异性人工硬脊膜可模拟正常硬脊膜的定向结构，内表面利于细胞生长黏附，外表面避免组织粘连，同时通过间充质干细胞旁分泌组分促进巨噬细胞向M2亚型极化，调控局部的炎症微环境。

https://orcid.org/0000-0002-0772-906X(徐敬之)

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聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜联合间充质干细胞修复子宫内膜损伤

安江茹, 张锦艺, 王秋花, 杨杨杨, 王文双, 张晓晴

中国组织工程研究 2025, 29 (16): 3369-3379. DOI: 10.12307/2025.429

摘要（126）

PDF （3921KB）（381）

文题释义：
静电纺丝：是利用高压静电场对高分子溶液的击穿作用来制备纳微米纤维材料的方法，基本原理是在喷射装置和接收装置间施加上万伏的静电场，从纺丝液的锥体端部形成射流并在电场中被拉伸，最终在接收装置上形成无纺状态的纳米纤维。
人子宫内膜间充质干细胞：是一种具有多向分化潜能、自我更新能力、低免疫原性、低致瘤性等特性的成体干细胞，能够直接修复受损的子宫内膜，促进血管生成，恢复子宫形态结构。
背景：人子宫内膜间充质干细胞能够直接修复受损的子宫内膜，促进血管生成、恢复子宫形态结构，然而将干细胞直接注入受损子宫内膜后的细胞存活率低、滞留时间短，修复效果有限。
目的：观察聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜复合人子宫内膜间充质干细胞修复大鼠子宫内膜损伤的效果。
方法：①细胞实验：采用胶原酶消化法提取人子宫内膜间充质干细胞，静电纺丝技术制备聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜。将人子宫内膜间充质干细胞分别接种于聚苯乙烯培养板与聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜上，通过DNA定量分析、WST-1细胞活性实验、鬼笔环肽染色、扫描电镜观察细胞的增殖与黏附能力，qRT-PCR检测静电纺丝膜上细胞CD90、Meflin的mRNA表达。②动物实验：取27只处于动情期的雌性SD大鼠，通过机械搔刮法建立宫腔粘连模型后随机分为3组，每组9只：空白对照组不进行任何治疗，对照组将聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜植入宫腔损伤部位，实验组将聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜/人子宫内膜间充质干细胞补片植入宫腔损伤部位。术后第3，7，14天取材，采用苏木精-伊红染色观察子宫形态结构及腺体数量，qRT-PCR和免疫荧光染色观察子宫组织CD31、血管内皮生长因子的表达。
结果与结论：①细胞实验：与聚苯乙烯培养板相比，聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜可促进人子宫内膜间充质干细胞的增殖与黏附，并且聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜支持人子宫内膜间充质干细胞基因CD90和Meflin的表达；②动物实验：苏木精-伊红染色显示，聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜/人子宫内膜间充质干细胞补片可促进子宫内膜损伤后形态结构的恢复，术后第14天的内膜厚度与腺体数量均多于空白对照组、对照组(P < 0.05)；qRT-PCR和免疫荧光染色检测显示，实验组术后第7，14天的CD31、血管内皮生长因子mRNA与蛋白表达均高于空白对照组、对照组(P < 0.05)；③结果表明：聚己内酯-透明质酸静电纺丝膜可以提高干细胞的存活率、延长干细胞与受损组织的接触时间，二者复合移植可更好地修复受损子宫内膜组织。
https://orcid.org/0009-0004-4635-1495 (安江茹)

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REG增强的脱细胞猪角膜/聚甲基丙烯酸羟乙酯原位一体式全层复合人工角膜

辛远, 吴茜茜, 全亮, 张亨通, 敖强

中国组织工程研究 2025, 29 (16): 3388-3399. DOI: 10.12307/2025.426

摘要（79）

PDF （7210KB）（24）

文题释义：
全层人工角膜：适用于去除且完全替换整个角膜移植手术的人工角膜植片。替代部分角膜的板层移植通常会保留角膜内皮层，而全层移植又称为穿透性角膜移植，完全不保留对角膜透明性具有重要作用的角膜内皮层。全层人工角膜的设计需要考虑到角膜的透明度、力学性能和生物相容性等因素，以确保在移植后能够有效恢复视觉功能，并减少排斥反应的风险。
REG：具有促进细胞迁移作用的活性五肽，氨基酸序列为精氨酸-谷氨酸-甘氨酸-精氨酸-苏氨酸，来源于人分化调节因子1的功能区。

背景：目前用于全层移植的人工角膜缺乏生物活性及力学适配性，组合式人工角膜存在镜柱和周围组分间的界面问题。
目的：在脱细胞猪角膜原位固化制备具有多肽增强、匹配自然角膜机械强度、良好透光性的一体式全层人工角膜。
方法：使用非离子型脱细胞试剂Triton X-100与超声冻融及超级核酸酶相结合的方法制备脱细胞猪角膜，将聚甲基丙烯酸羟乙酯单体与光引发剂同时引入脱细胞猪角膜中，通过紫外滤光片遮住除中心区域以外的部分，使用275 nm紫外光引发中央区域聚合，除去未反应的单体及引发剂后得到中央光学区，同理在后板层固化隔水区，最后引入REG活性多肽，得到原位一体式全层人工角膜，表征人工角膜的物理性能、力学性能、透光性、降解性能及体内外生物相容性。
结果与结论：①实验在脱细胞猪角膜的中央区域采用聚甲基丙烯酸羟乙酯原位构建了一个具有聚合物和胶原纤维共存的光学区，扫描电镜下可见人工角膜的上表面较为粗糙且轮廓不规则，具有明显的凹陷和突起结构，下表面相对光滑；该人工角膜具有接近于天然角膜的力学性能，光学区透光率达到自然角膜的80%，浸泡于含胶原酶的PBS无菌溶液中可较好地保留固化光学区和隔水区，维持角膜的基本结构；该人工角膜具有良好的细胞相容性，能够为细胞提供适宜的黏附生长环境，有利于角膜上皮细胞的迁移和黏附，促进血管内皮细胞的生长和新生血管的形成，促进上皮化过程；人工角膜植入SD大鼠皮下12周后具有良好的生物相容性和安全性，可降低植入初期的急性炎症反应；②结果表明，实验制备的一体式全层人工角膜具有作为全层人工角膜支架材料的潜力。
https://orcid.org/0000-0001-9646-7198 (辛远)

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

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