文题释义:
背景:天然来源的多糖海藻酸钠具有含量高、成本低、生物相容性好、生物可降解性好等特点,在可注射型水凝胶的生产中得到了广泛应用,成为制备可注射水凝胶的理想原料之一。
结果与结论:由于海藻酸钠来源广泛,分子链结构上存在着许多可改性基团,可用各种共价交联或非共价交联的方法合成多种性能优良的可注射型水凝胶;将其他具有生物功能的分子引入海藻酸钠水凝胶中,可以调节其功能、拓宽其应用范围。另外,由于生物相容性和生物可降解性等优良的物理化学特性,可注射型海藻酸钠水凝胶在生物医学方面有着广泛的发展潜力,海藻酸钠水凝胶在体外与各种药物、细胞、因子或其他生物作用分子均匀调配,在人体内可形成凝胶,在基因载体、细胞支架和创口修复中起着举足轻重的作用。
https://orcid.org/0000-0002-6992-7221(陈小芳);https://orcid.org/0000-0002-7403-1382(于炜婷)
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
背景:筋膜加压带是一种新兴的防治损伤工具与辅助运动训练策略,其可以增加关节活动度、提高运动表现、缓解疼痛,在运动与康复领域的应用越来越广泛。
结果与结论:筋膜加压带干预可改善下肢关节活动度、提高冲刺和跳跃运动表现、促进关节损伤康复,在主观上起到缓解疼痛的作用。但筋膜加压带干预对改善上肢关节活动度效果并不显著,对急性提升下肢肌力尚有争议,对提升下肢平衡稳定、改善心理状态有良好趋势,但还需更多研究去证实。筋膜加压带干预的可能机制主要是筋膜剪切、疼痛门控、血流限制与再灌注、压迫作用。筋膜加压带是一种有用的治疗选择,它可以在未来的运动训练、运动损伤预防和康复领域提供重要的贡献,但还需要进行更多长期深入的研究。
https://orcid.org/0000-0001-9880-9833(闫海龙)
背景:抵抗炎症反应是促进损伤组织修复的重要环节,改善医用生物植入材料所造成的局部炎症反应是近几年有待解决的关键问题。
结果与结论:①镁、锌、银、铜等金属离子具有良好的抗炎作用,该抗炎作用的强弱与其剂量及作用时间具有强相关性,未来可考虑通过控制离子的释放速率以及调节适宜治疗浓度以达到最佳抗炎效果。②镁离子和锌离子表现出优异的抗炎活性,镁离子常以硫酸镁等化合物形式在抗炎治疗中发挥益处,锌离子则以锌饲料作为锌的主要补充来源调节机体炎症反应。③银离子和铜离子具有一定抗炎作用,但仍以优异的抗菌活性占首要地位,主要以纳米颗粒及生物涂层等方式发挥作用。④镁、锌等金属离子可与天然提取物结合形成复合物发挥抗炎作用,该方法具有价格低廉、来源广泛的优点,是可持续的绿色途径,值得临床推广。⑤镁、锌、银、铜等金属离子通过减少宿主氧化应激损伤、调节免疫细胞、抑制核转录因子κB、Toll样受体、STAT3和NOD等炎症信号通路共同发挥抗炎作用。⑥金属离子抗炎相关分子机制是一个复杂网络,并非是某个单一通路的作用,而应该是多个信号通路的集合,目前仍有许多潜在机制尚未被发掘,未来需要更加系统地阐明各个信号通路之间的相互联系。
https://orcid.org/0009-0009-4671-7166(江纯静);https://orcid.org/0000-0002-9480-3167(张剑)
https://orcid.org/0000-0003-0625-2658(罗廷炎);https://orcid.org/0000-0001-5553-768X(秦晓飞)
文题释义: 牙种植体:通过外科手术的方式将其植入人体缺牙部位的上下颌骨内,待手术伤口愈合后,在其上部安装修复假牙的装置。种植牙的核心关键在于种植体部分,种植体部分相当于真牙的牙根,对于整个牙齿的固定起到了至关重要的作用。 生物相容性:指生命体组织对非活性材料产生反应的一种性能,一般是指材料与宿主之间的相容性。生物材料植入人体后,对特定的生物组织环境产生影响和作用,生物组织对生物材料也会产生影响和作用,两者的循环作用一直持续,直到达到平衡或者植入材料被去除。 背景:种植体材料应具备良好的生物相容性、耐腐蚀性、耐磨性以及优良的力学性能。目前常用的种植体材料主要有金属及其合金、陶瓷、高分子聚合物等。因口腔内复杂的组织微环境,以及患者自身的饮食和卫生习惯,口腔内细菌滋生而引起的种植体周围炎也是导致种植体失败的重要因素。越来越多的研究者探究种植体表面的处理方法以及抗菌涂层,以期材料具有更好的诱导成骨能力和抗菌性。 目的:针对种植体的材料、表面处理工艺以及表面涂层类型3个方面进行了归纳总结,以供研究和临床参考。 方法:应用计算机在Web of Science、CNKI中国期刊全文数据库和万方数据库检索涉及牙种植体生物领域的相关研究,检索关键词为“dental implant,dental implants materials,dental implant surface treatment,antibacterial activity”“牙种植体表面处理,牙种植体表面涂层,牙种植体材料,牙种植体骨结合,牙种植体周围炎,抗菌活性”,检索时间为 2011年3月至2021年8月,共检索到1 500篇相关文献,实际纳入67篇。 结果与结论:牙种植体在临床已经得到相对比较广泛的应用和发展。但对于种植体材料而言,纯钛类种植体因其弹性模量过高和引发的炎症问题仍需进行改善;后被研发出的钛合金也存在刺激骨生长的问题;钽及钽基合金因价格昂贵,多以涂层形式出现,在临床应用受到限制;而陶瓷类种植体如氧化锆的远期效果仍需进一步观察和验证,该类种植体脆性大、易断裂;高分子材料弹性模量与骨组织接近,但其强度和成骨活性仍需进一步研究。除此之外,口腔内复杂的微生物环境引起的种植体周围炎也会导致种植体失败。因此,在牙种植体表面进行表面处理和涂层技术,以促进骨形成、骨结合、抗感染等问题是非常有必要的,在今后的研究中,二者联合应用的方式有望成为学者们关注的一大方向。
https://orcid.org/0000-0003-1309-7078(王月升)
结果与结论:①缺血预处理的干预方式分为远程缺血预处理和局部缺血预处理,常见施加部位为上臂或大腿中下1/3交界处,双侧同时或交替进行皆可,压力为220 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa),干预时长常采用4×5 min。②缺血预处理在运动科学领域的研究集中于自行车、游泳、跑步和抗阻训练等,该方法对提升有氧耐力、无氧耐力和力量耐力的运动表现效果显著,但其对爆发力的影响仍存在争议。③缺血预处理的主要作用是在应激条件下激发人体内源性保护机制,促进阿片、缓激肽及腺苷等物质的释放,增强线粒体生物合成,抑制疲劳信号转导,进而提升运动表现。④目前缺血预处理提升运动表现的机制研究还不够深入,建议今后进一步探讨其发挥积极效应可能机制的同时,也应关注其是否有负面效应,以期为该方法科学合理地应用提供依据。
https://orcid.org/0000-0002-4801-6437(王周);https://orcid.org/0000-0002-3770-0970(吴迎)
背景:不同分子质量的透明质酸其结构、理化性质(如流变性质)与生物活性有较大差异,当非交联透明质酸降解程度过大,由高分子质量透明质酸降解为低分子质量透明质酸时,产品的性质与生物功能也会随之改变,从而对产品使用造成影响。
结果与结论:①非交联透明质酸主要通过特异性酶解作用和非特异性自由基降解作用两种途径实现体内分子质量降解。②非交联透明质酸分子质量降解会改变其结构与流变性质,造成聚合物网络结构解开,黏性、黏弹性等流变性质降低,机械性能下降,从而影响产品的实际应用效果。③非交联透明质酸的生物活性具有分子质量依赖性,不同分子质量透明质酸的生物活性不同,甚至高分子质量透明质酸和低分子质量透明质酸与同一受体结合会表现出完全相反的生物效应。④非交联透明质酸分子质量降解会降低产品的安全性和有效性,影响产品的使用寿命与应用性能,最终影响临床应用效果。⑤非交联透明质酸作为可降解生物材料在伤口愈合、组织工程及美容医学等领域具有极高的应用潜力,深入研究与理解非交联透明质酸分子质量降解特性与生物活性之间的关联也是更好地开发伤口敷料、药物递送系统与组织工程支架等领域应用的前提。⑥但目前针对非交联透明质酸分子质量降解的相关研究较少,对于如何有效避免在临床应用时非交联透明质酸分子质量降解带来的潜在风险尚不明确。⑦因此,对于非交联透明质酸在应用过程中分子质量降解引发的一系列潜在风险,包括对于其结构、性质及生物活性的影响以及由此对机体造成的改变是今后需密切关注的方向之一。
https://orcid.org/0009-0001-2712-6928(李佳琪)
https://orcid.org/0000-0003-1114-2437(陶经纬)
结果与结论:①细胞外囊泡是一种纳米级囊泡,可通过膜融合、受体-配体相互作用模式、细胞内吞或吞噬等多种机制,将携带的生物活性分子从供体细胞转移到受体细胞。②与传统的纳米材料相比,细胞外囊泡具有生物相容性、生物可降解性、低毒性和低免疫原性等优点,在纳米医学中具有巨大的研究意义。③鉴于细胞外囊泡具有可被外周循环单核巨噬系统快速清除的特点,因此,可利用细胞外囊泡经递送内容物的改变、细胞外囊泡膜修饰、融合及生物工程改性等方法,构建出纳米囊泡递送系统,从而使细胞外囊泡逃避免疫清除,提高靶向性。④细胞外囊泡被认为是心血管系统疾病细胞疗法的一种潜在的替代物,也已成为药物释放的纳米平台,它不仅可以避免细胞移植的免疫排斥反应,还可以增加药物的靶向性,减少对其他组织器官的药物毒性。⑤直接将药物负载到细胞外囊泡中可能不能有效地运送到受体细胞内,这可能是由于细胞外囊泡易被外周循环单核巨噬系统吞噬所致;但是由细胞外囊泡经过一定手段构建的纳米囊泡递送系统可以实现免疫逃逸,从而达到靶向治疗的作用,为心血管疾病的精准治疗提供了新手段。⑥纳米囊泡递送系统具有控释特性,在提高药物对心脏缺血事件患者的心脏保护方面具有一定的应用潜力。⑦未来如何通过细胞外囊泡成功构建出纳米囊泡递送系统有效递送治疗性药物靶向心脏具有巨大的研究价值。
https://orcid.org/0000-0002-4113-2857(彭凤丽);https://orcid.org/0000-0001-5316-2351(石蓓)
背景:医用水凝胶是具有三维结构网络的新型功能高分子材料,具有出色的生物相容性,目前已在组织工程领域、药物载体领域有广泛研究,但基于组织工程探究医用水凝胶与中医药结合治疗疾病的研究还处于初期探索阶段。因此,通过对医用水凝胶机制作用的剖析,整合医用水凝胶与中医药在研究中联合应用的文章,进而更好地为科研工作者提供思路,对中医药与医用水凝胶联合应用具有重要意义。
结果与结论:①中医药联合医用水凝胶的应用虽然在关节内、组织器官内、软组织伤口和组织工程等方面有所涉及,但除了中医药结合水凝胶敷料在临床应用治疗软组织损伤外,其他方面尚处于基础实验阶段。②中医药联合医用水凝胶的发展有着巨大潜力和发展前景,但对于性能要求较高的凝胶在制造方面存在一定难度,理化性质精确掌握难度较大。③目前综合来看可注射水凝胶凭借着简便易用的特点,其在与中医药联合使用可延伸范围较广,可用于关节、器官和组织工程相关疾病的治疗;智能水凝胶有较高的灵敏度和可逆转化性也可满足特殊环境下的使用;将两者结合的中医药使用过程中还需要明确中药成分的作用机制。④中医药联合医用水凝胶治疗疾病的策略应着手于中医药对器官、组织、细胞的治疗作用联合适当种类的医用水凝胶进行匹配,可弥补传统中医给药方式和频繁给药的不足,在组织工程方面可以用水凝胶负载中药干预后的干细胞,或者同时负载中药和干细胞用于相关疾病的治疗。⑤在中医药联合医用水凝胶应用的未来研究中,还需要考虑:应当确保医用水凝胶生物性能可以量化,以不同材料不同制造工艺把握水凝胶特性,制造出所需要的符合应用条件的医用水凝胶;在中医药方面需要对已知中药单体、中药复方提取物的治疗效果和应用机制全面了解剖析,在更明了的机制下实现中医药与医用水凝胶更多更完美的结合;借助医学科技创新能力的不断提高,医用水凝胶可以创新性地结合中医药其他传统治疗方法比如针灸、推拿和拔罐等方式进行多角度运用。
https://orcid.org/0000-0003-4388-3416(毕玉杰);https://orcid.org/0000-0002-8050-2849(马笃军)
背景:多种金属离子因具有良好的血管生成活性,并参与成骨中血管新生等生理过程,在骨组织工程领域的研究和应用正日益深入。
结果与结论:①金属离子可以通过作用于血管内皮生长因子、缺氧诱导因子、血管生成相关基因、内皮细胞以及对巨噬细胞进行免疫调节等途径调控血管生成。②铜、镁、锶、锌、钴等金属离子因具有显著的血管生成效应,常用于组织工程支架的性能改善,其中水凝胶、生物陶瓷和合成聚合物材料目前应用较为广泛,镁及其合金也因其优良的承重能力颇具优势,但这些材料均存在一些缺陷,目前暂时没有一种理想的骨替代材料。③不同的离子作用特点如下:铜具有抗菌、成血管和成骨等性能,主要用于感染及肿瘤等引起的骨缺损;镁、锌具有较强的生物降解性,需要对降解速率进行控制;镁具有腐蚀性,主要以合金形式应用;锌的成血管机制涉及较少;镁、锶用于治疗骨质疏松性骨缺损效果显著。④以上5种金属离子(铜、镁、锶、锌、钴)具有显著的促血管生成作用,也通过成血管来促进成骨,个别离子如铜离子具有杀菌作用,这些金属离子可以作为治疗肿瘤、骨质疏松症、感染和创伤等引起的骨缺损的新策略,但是目前的临床试验和产品的应用性研究相对不足。
https://orcid.org/0000-0002-6467-1941(王嘉旎);https://orcid.org/0000-0003-1717-5782(陈俊宇)
背景:近年来随着生物支架材料和生物打印技术的发展,组织工程骨成为了骨缺损修复的研究热点。
结果与结论:骨缺损的治疗方式主要有骨移植、膜引导再生技术、基因治疗、骨组织工程技术等,最佳的治疗方式仍没有定论。骨组织工程技术是治疗骨缺损的新兴技术,通过构建能促进成骨细胞增殖分化及增强骨形成能力的三维结构,成为当前研究的重点热点技术。生物支架材料多种多样,各具特点,有利有弊,单一的生物材料无法满足组织工程骨对支架的需求,通常将多种材料复合互补使支架在满足力学性能需求的同时兼顾生物性能。生物打印技术能对支架的孔隙进行调节、构建复杂的空间结构,更利于细胞的黏附增殖和分化。新兴的4D打印技术引入“时间”作为第四维度,使制备的支架具有动态性,随着智能材料的同步发展,4D打印技术为未来骨缺损高效修复提供了可能。
https://orcid.org/0000-0002-7501-6264(孔祥宇)
背景:生物活性玻璃是一种多功能人工复合材料,可与组织亲和后缓释活性离子并表现一定的生物活性,其多样性源于制备工艺和组分的多变性,使其能够应用于不同的临床场景。
结果与结论:①在应用形式方面,生物活性玻璃可以根据不同临床场景的需要制作成包括涂层、颗粒、骨水泥及支架等形式,其中涂层能提高植入物生物活性,但易因降解导致植入物不稳定;颗粒适用于不规则骨缺损的修复,但传统方式制备的颗粒功能单一;骨水泥具备微创及可注射的优点,但不适用大尺寸骨缺损;支架具备优异的机械性能,常用于较大尺寸骨缺损,但韧性有限。②在应用领域方面,生物活性玻璃可用于包括口腔科、骨科、软组织工程以及癌症等多种组织再生修复和疾病治疗领域。③在元素掺杂方面,特定元素掺入生物活性玻璃后,不仅能提升其机械性能,还赋予了它特殊生物学功能,如生物活性、可降解性和抗菌性等。④生物活性玻璃作为一种多功能材料,可通过调整制备工艺和元素掺入来实现不同的应用形式和功能,满足不同的骨组织工程等临床需求,广泛应用于生物医学工程领域。
https://orcid.org/0009-0008-2782-1745(高桦);https://orcid.org/0000-0001-9835-9561(郝跃峰)
背景:骨蜡是可用于骨止血的填塞剂,国内外虽一直在修正骨蜡配方,但无法改变其难以被吸收的核心瓶颈,因此开发具有止血、成骨和抗菌等功能化的骨科止血材料替代骨蜡具有迫切的临床需求。
结果与结论:为替代传统骨蜡,研究人员从止血、成骨等实际场景的需求出发,开发出各式骨科止血材料,但相关研究多集中于基础的理化和性能测试,缺乏系统的评价体系,同时欠缺足够的大动物实验和临床试验报道。因此,目前骨蜡依旧是公认的骨科止血材料,其根本原因是已有材料的设计无法适时满足术中止血、术后成骨及临床上的新需求。未来还需要对现有止血和成骨材料的结构、组分和功能进行整合和再设计,以满足不断提高的止血与成骨需求。
https://orcid.org/0000-0002-3918-6223(刘闯)