生物材料临床实践 clinical practice of biomaterials 栏目所有文章列表

(按年度、期号倒序)     一年内发表的文章 |  两年内 |  三年内 |  全部 Please wait a minute... 选择: 下载引用 EndNote Reference Manager ProCite BibTeX RefWorks 显示/隐藏图片 Select 随机森林模型和Logistic回归模型预测髋部骨折患者住院时间延长的效能比较 于 健, 周冰倩, 王 朝, 李 月, 常雅茹, 曹 虹 中国组织工程研究    2023, 27 (34): 5413-5420.   DOI: 10.12307/2023.744 摘要 （1356）      PDF （1277KB）（49）    可视化    文题释义： 髋部骨折：指股骨头边缘和小转子远端5 cm之内的骨折。该研究指病案首页中经骨科医师确诊的股骨颈骨折、转子间骨折和转子下骨折患者。 风险预测模型：利用多因素模型估算患有某病的概率或者将来某结局发生的概率，包括预后模型和诊断模型，在该研究中主要指随机森林模型和Logistic回归模型。 背景：髋部骨折发生率与日俱增，由于此类人群身体状况较差，常需要长时间住院，而住院时间延长导致床位流通率下降和经济负担增加。目前针对髋部骨折延迟出院的预测模型较少，此次研究旨在寻找针对髋部骨折延迟出院的最佳模型，指导临床决策。 目的：探究髋部骨折患者住院时间延长的危险因素，建立两种不同的风险预测模型，获得最佳风险预测工具，为临床干预及管理提供参考。 方法：回顾性分析2019年1月至2021年12月天津市天津医院收治的老年髋部骨折患者683例，将全部患者按7∶3比例随机分成建模组(479例)和验证组(204例)，以住院时间的第75百分位数为分界点(> 28 d)，分为住院时间延长组和正常组。基于建模组采用SPSS和R软件进行单因素分析和多因素Logistic回归分析和变量重要性排序筛选最佳预测变量，构建列线图及随机森林模型。基于验证组通过ROC曲线下面积、准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值和阴性预测值评价并比较两种模型的预测效能。 结果与结论：①Logistic回归分析显示，骨牵引、肺炎、再骨折、多发性创伤、静脉血栓、肺感染和年龄校正Charlson合并症指数(age-adjusted Charlson Comorbidity Index，ACCI)是髋部骨折患者住院时间延迟的危险因素。②随机森林模型根据基尼指数减少平均值排序显示，年龄、骨牵引、手术类型、ACCI、肺炎是前5个指标，对延迟出院的预测有重要影响。③Logistic 回归模型和随机森林预测模型的ROC曲线下面积、准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为0.774(95%CI：0.696-0.853)和0.708(95%CI：0.627-0.789)、60.78%和90.85%、80.39%和23.53%、50.82%和78.09%、86.01%和46.15%，结果显示Logistic模型具有较好的预测效能。④上述结果证实，Logistics回归模型和随机森林模型对髋部骨折患者住院时间延长均具有较高的预测价值，这对临床医护人员及时识别高危患者并采取有效干预措施降低髋部骨折患者住院时间具有重要意义。 https://orcid.org/0000-0001-8681-0589 (于健)  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 Select 不同运动贴扎技术对跳深着陆时膝关节应力的影响 向福荣, 唐圣鑫, 欧丽珍, 林熙凯, 陈 建 中国组织工程研究    2023, 27 (30): 4850-4855.   DOI: 10.12307/2023.810 摘要 （402）      PDF （1228KB）（130）    可视化    文题释义： 膝关节应力分析：采用Mimics、Geomagic、Solidworks、Ansys等软件建立膝关节仿真模型，以跳深运动中膝关节运动学和动力学指标作为载荷和边界条件，计算膝关节软骨、半月板、前交叉韧带的应力分布情况。 跳深动作：从三维运动生物力学角度分析落地时的缓冲姿势，从而判断膝关节运动损伤的风险，是常见的膝关节运动损伤评估方法。 背景：贴扎作为一种有效预防运动过程中损伤的方法已得到广泛应用，但采用不同的贴扎方式对膝关节内部应力的影响尚不清晰。 目的：分析不同类型贴扎在跳深着陆中对女性篮球运动者膝关节运动学、动力学和软骨、半月板、前交叉韧带应力分布差异的影响。 方法：①招募10名武汉体育学院篮球专项女大学生，身高(166.60±1.64) cm，体质量(57.50±2.87) kg，年龄(22.40±1.77)岁。每名受试者分别在膝关节无贴扎、肌内效贴扎、重弹贴扎的条件下进行跳跃动作，采集跳深着陆时膝关节运动学与地面反作用力数据。②基于膝关节三维有限元模型，以垂直地面反作用力峰值时刻膝关节运动学数据作为边界条件，以股骨长轴方向的合力作为载荷，分析跳深着陆过程中膝关节模型的应力分布情况。 结果与结论：①收集受试者跳深着陆数据显示，无贴扎组、肌内效贴扎组触地时刻膝关节外翻角度大于重弹贴扎组(P < 0.05)；无贴扎组垂直地面反作用力峰值时刻膝关节膝外翻角度大于肌内效贴扎组、重弹贴扎组(P < 0.05)，缓冲阶段峰值膝关节膝外翻角度均大于肌内效贴扎组、重弹贴扎组(P < 0.05)，缓冲阶段膝关节峰值膝关节内翻角度小于肌内效贴扎、重弹贴扎组(P < 0.05)；无贴扎组、肌内效贴扎组缓冲阶段峰值膝关节内旋角大于重弹贴扎组(P < 0.05)；②有限元模型分析结果显示，无贴扎组股骨软骨外侧髁中部、外侧胫骨软骨中部与外侧半月板前角内侧缘为应力集中部位；肌内效贴扎组股骨软骨外侧髁中部，重弹贴扎组股骨软骨内侧髁中部及肌内效贴和重弹贴扎组内侧胫骨软骨中部外侧、内侧半月板体部内侧缘为应力集中部位；③结果显示，肌内效贴扎与重弹贴扎均能改善落地缓冲时膝关节额状面的运动模式，减少膝关节外侧软骨及前交叉韧带股骨止点处的应力，而且重弹贴扎对于改善膝关节水平面内旋角度也有一定的作用，在运动中膝关节额状面与水平面控制能力较差的人群可采用贴扎的方式，以提高落地缓冲时膝关节的动态控制能力，保护膝关节免受损伤。 https://orcid.org/0000-0001-5262-274X(向福荣) 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 Select 单边双通道内镜下腰椎椎间融合的生物力学分析 李嘉睿, 燕 杨, 武晓刚, 冯皓宇, 何李明 中国组织工程研究    2023, 27 (34): 5523-5529.   DOI: 10.12307/2023.739 摘要 （316）      PDF （1526KB）（102）    可视化    文题释义： 单边双通道内镜下腰椎椎间融合：作为微创手术方式，能最大限度减少对后方肌肉剥离及韧带的破坏，在术中同时使用内镜观察通道与手术操作通道，使手术视野、手术器械操作范围得以摆脱传统单通道的限制，手术操作更得心应手，减压效率显著提高。 有限元分析方法：是一种借助于电子计算机技术将复杂的人体结构拆分成形状相对简单的元件，应用计算机软件对脊柱不同结构单元进行快速而精确的生物力学分析。 背景：单边双通道内镜下腰椎椎间融合作为新颖的微创技术已被广泛应用于腰椎退行性疾病的治疗，但融合器沉降作为一种术后并发症仍无法完全避免。 目的：通过有限元模型分析单边双通道内镜下腰椎椎间融合技术的生物力学特点，以及在不同高度融合器和骨质疏松条件下融合器沉降的风险。 方法：基于健康成年男性志愿者的CT数据构建了L4-L5椎体有限元模型，依据单边双通道内镜下腰椎椎间融合手术方式，依次构建置入8，10，12 mm 3种不同高度融合器的模型，每种高度融合器模型分为骨质正常和骨质疏松两种情况。在L4上表面施加500 N的随动载荷和 10 Nm的力矩，模拟前屈、后伸、左侧弯、右侧弯、左旋转、右旋转运动，观察并分析不同工况下各种模型的相对活动度、椎弓根钉-杆系统应力及终板应力。 结果与结论：①在相同运动状态下，6种椎间融合模型的相对活动度均明显低于正常腰椎模型；6种椎间融合模型前屈运动下的相对活动度最大，后伸运动下的相对活动度最小；在相同骨质与运动状态下，随着融合器高度的增加，椎间融合模型的相对活动度减少；②在相同骨质与运动状态下，随着融合器高度的增加，椎间融合模型的椎弓根钉-杆系统应力减小；6种椎间融合模型侧弯运动下的椎弓根钉-杆系统应力最大，前屈和后伸运动下的椎弓根钉-杆系统应力最小；当融合器高度相同时，骨质疏松模型椎弓根钉-杆系统应力均大于骨质正常模型；③在相同骨质与运动状态下，随着融合器高度的增加，椎间融合模型的L4下终板(或L5上终板)最大应力增加；当融合器高度相同时，骨质疏松模型的L4下终板(或L5上终板)最大应力稍大于骨质正常模型；在相同运动状态下，6种椎间融合模型的L4下终板最大应力均大于L5上终板；6种椎间融合模型前屈运动下的L4下终板(或L5上终板)最大应力最大，后伸运动下的L4下终板(或L5上终板)最大应力最小；④结果显示，融合器选择并不是越高越好，而是需要适度撑开，在保证节段稳定性的同时避免融合器过高导致融合器沉降的风险增加。 https://orcid.org/0000-0002-6375-1552 (李嘉睿)  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 Select 载神经生长因子软骨及软骨下骨双层仿生支架修复兔软骨缺损 周 杰, 叶 鹏, 张天喜, 李兴屿, 李沙沙, 喻安永, 邓 江 中国组织工程研究    2023, 27 (34): 5421-5429.   DOI: 10.12307/2023.804 摘要 （284）      PDF （2525KB）（136）    可视化    文题释义： 仿生材料：是指模仿生物的各种特点或特性而研制开发的材料。通常把仿照生命系统的运行模式和生物材料的结构规律而设计制造的人工材料称为仿生材料，它是指从分子水平上研究生物材料的结构特点、构效关系，进而研发出类似或优于原生物材料的一门新兴学科，是化学、材料学、生物医学、物理学等学科的交叉。 分层支架：指采用一种或多种材料通过不同的制备方法制备具有两层或两层以上不同结构或生物环境的支架。分层支架按层次结构的不同，可分为双层支架、三层支架和多层支架。 背景：大面积骨软骨缺损修复效果差，双层或多层支架由于更加符合软骨解剖、更具仿生性，成为一种新的治疗策略。 目的：探讨神经生长因子/Ⅱ型胶原蛋白-丝素蛋白-壳聚糖/Ⅰ型胶原蛋白-丝素蛋白-壳聚糖-纳米羟基磷灰石软骨及软骨下骨双层仿生支架修复软骨缺损的效果。 方法：采用冷冻干燥、乳化-溶剂挥发法制备不同比例的Ⅱ型胶原蛋白-丝素蛋白-壳聚糖/Ⅰ型胶原蛋白-丝素蛋白-壳聚糖-纳米羟基磷灰石双层支架，检测支架的理化性能，筛选较适宜的各成分比例支架用于动物实验。将双层支架浸泡于神经生长因子缓释微球溶液中，制备载神经生长因子的双层支架。取30只新西兰大白兔，按照随机数字表法分为3组，每组10只，均建立骨软骨缺损模型，空白对照组不进行任何治疗，对照组植入未载神经生长因子的双层支架，实验组植入载神经生长因子的双层支架，术后4，8，12周，分别进行软骨修复大体观察、软骨组织形态观察。 结果与结论：①通过孔隙率、吸水膨胀率、热水溶失率等指标的相关结果，得出：上层支架中Ⅱ型胶原蛋白∶丝素蛋白∶壳聚糖的质量比为1∶1∶1、下层支架中Ⅰ型胶原蛋白∶丝素蛋白∶壳聚糖∶纳米羟基磷灰石质量比为1∶1∶1∶1时，双层支架具有良好的理化性能，适宜用于动物实验。②神经生长因子缓释微球的平均粒径为(25.87±6.54) μm，载药量为0.516 μg/mg，包封率为40.5%。③动物实验中，大体观察结果显示，实验组软骨修复快于对照组、空白对照组，且修复效果最好。苏木精-伊红染色与阿利新蓝染色显示，至术后12周时，空白对照组缺损区可见纤维组织及少量软骨陷窝结构，对照组缺损区修复组织大部分为纤维软骨，软骨下骨未完全重建，骨软骨层分界不清晰，实验组软骨层与软骨下骨层修复比较完整、分界明显，可见潮线。免疫组化染色显示，至术后12周时，实验组修复软骨中的Ⅱ型胶原多于对照组、空白对照组。④实验成功制备出具有良好理化性质的软骨及软骨下骨双层仿生支架，该支架负载神经生长因子后能更好地促进兔软骨缺损修复。 https://orcid.org/0000-0002-4474-9326(周杰) 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 Select 定量CT有限元分析椎体强化对不同位置非强化椎生物力学参数的影响 刘 进, 夏 宾, 蔡 鹏, 顾祖超, 杨浩森, 唐 静 中国组织工程研究    2023, 27 (34): 5436-5440.   DOI: 10.12307/2023.778 摘要 （277）      PDF （1339KB）（36）    可视化    文题释义： QCT：定量CT(quantitative computed tomography)是一种测量骨组织体积骨密度的CT扫描技术，测量结果单位为g/cm3。该技术能够根据骨组织的三维空间分布分别测量松质骨和皮质骨的骨矿物质含量，不受周围组织的影响，准确度较双能X射线骨密度仪测量的面积骨密度高。 QCT/FEA：即基于定量CT的有限元分析技术。该技术以QCT扫描数据为基础，能够建立骨微观三维结构，并将骨形态、骨密度分布的不同同时整合，以此进行虚拟力学研究，还可用于研究骨强度、骨折风险预测等；缺点在于辐射剂量较大，尚缺乏标准的有限元建模流程。 背景：骨水泥与骨质疏松椎体间在生物力学特性上的巨大差异是否会增加再骨折的发生还存有争议。骨水泥的置入将导致多大范围的非强化椎生物力学参数改变仍然不清楚。 目的：通过以定量CT为基础的长节段骨质疏松性椎体压缩骨折有限元模型，分析椎体强化对于骨质疏松脊柱生物力学参数的影响范围。 方法：以定量CT数据为基础构建T4-L5长节段T12椎体骨质疏松性压缩骨折模型，在对模型施加150 N垂直载荷的基础上，沿不同方向分别施加1.5 N•m的扭力矩以模拟前屈、后伸、左右侧屈及左右旋转状态，比较骨水泥置入前后模型椎体、椎间盘及小关节的应力变化。 结果与结论：①模型骨水泥置入后，各个运动状态下整体位移幅度平均下降约16%；②强化椎近端5个椎体应力较术前平均增加约20%，头端第一椎间盘应力较术前下降约20%，第二、第三椎间盘应力则分别增加约4%及2%；强化椎及其尾端邻椎小关节应力较术前下降约6%，其余尾端小关节及头端相邻4个节段小关节应力均较术前不同程度增加；并且这种应力改变均表现为距强化椎越近变化越显著的趋势；③结果表明椎体强化将导致强化椎头尾端多个椎体、椎间盘及小关节应力的显著改变，且距强化椎越近改变越明显，这种应力改变可能与椎体强化后再骨折的发生有关。 https://orcid.org/0000-0002-5623-6106 (刘进)  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 Select 环保型组织样本制备液在不同脂肪细胞检测中的应用价值 陈洪才, 王少洪, 王媛媛, 古家美, 刘春鹏, 赵勇强, 邱晓阳, 詹晓芬 中国组织工程研究    2023, 27 (34): 5510-5515.   DOI: 10.12307/2023.715 摘要 （206）      PDF （1228KB）（77）    可视化    文题释义： 环保型组织样本制备液：由固定液、脱水液和透明液组成，不含醛和苯等有毒有害物质，应用复合试剂界面化学、微乳化及电荷占位技术，对组织样本进行固定、脱水和透明。与传统组织制备方法(甲醛固定、乙醇脱水、二甲苯透明)比较，环保型组织样本制备液在目前被誉为制约病理诊断质量瓶颈的脂肪细胞性肿瘤病理切片制作中取得了良好的效果：提高了脂肪细胞肿瘤的苏木精-伊红染色优良率，保证了非典型性脂肪瘤性肿瘤/高分化脂肪肉瘤MDM2基因的检测质量，临床使用价值高。 脂肪细胞性肿瘤：包括良性、中间型(局部侵袭性)和恶性肿瘤类别，其发病年龄广，各类型的肿瘤造成的危害亦较大。病理诊断是疾病诊断的“金标准”，不同性质的脂肪细胞性肿瘤的细胞形态和组织结构相似性高，甚至存在形态学的重叠，肿瘤的病理诊断与鉴别诊断难度大。因此，为正确诊断脂肪细胞性肿瘤，对病理切片制作质量提出了较高的要求。 背景：当前使用的传统试剂(甲醛溶液固定、乙醇脱水、二甲苯透明脱蜡)对组织前期处理制作的常规石蜡切片质量较低，已成为制约脂肪细胞性肿瘤病理诊断的瓶颈。而且，传统试剂容易对实验室环境造成污染，对实验室人员造成多种健康危害。 目的：探讨环保型组织样本制备液在脂肪细胞肿瘤苏木精-伊红染色及非典型性脂肪瘤性肿瘤/高分化脂肪肉瘤MDM2基因检测中的应用价值。 方法：选取2016年2月至2022年7月期间592例脂肪细胞肿瘤标本为研究对象，同一标本对半切开，按照所使用的标本前期处理试剂的不同，随机分为2组：传统组和环保组。传统组使用传统试剂甲醛溶液固定、乙醇脱水、二甲苯透明脱蜡制作常规石蜡切片592张；环保组使用环保型组织样本制备液制作切片592张。依据切片苏木精-伊红染色质量的不同等级，比较两组切片的苏木精-伊红染色优良率；进一步对其中病理确诊为非典型性脂肪瘤性肿瘤/高分化脂肪肉瘤的33例标本再次切片后，使用荧光原位杂交法检测MDM2基因，比较两组切片MDM2基因扩增率的差异。 结果与结论：①相对于传统组，环保组的脂肪细胞肿瘤的组织切片更舒展、更完整，细胞无折叠，染色更清晰，红蓝对比度更佳，细胞结构更致密；②环保组的组织切片苏木精-伊红染色优良率高于传统组，差异有显著性意义(P=0.000)；③相对于传统组，环保组的MDM2探针和CSP12探针仅在标本染色体特定的区域内结合，更具特异性；④环保组杂交成功细胞数高于传统组，差异有显著性意义(P=0.000)；⑤传统组和环保组的MDM2基因信号数、MDM2/细胞值、CSP12信号数、CSP12/细胞值、MDM2/CSP12值之间的差异无显著性意义(P > 0.05)；⑥两组MDM2基因扩增率比较，差异无显著性意义(P=0.31)；⑦结果表明，环保型组织样本制备液有利于提高脂肪细胞肿瘤的苏木精-伊红染色优良率，保证了非典型性脂肪瘤性肿瘤/高分化脂肪肉瘤MDM2基因的检测质量，有临床推广使用的价值。 https://orcid.org/0000-0002-5628-4677(陈洪才)  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