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关键词： 镁   口腔医学   颌面骨折   口腔种植   临床应用   工程化口腔材料  

摘要： 背景:镁及镁基材料具有良好的生物相容性、稳定的促成骨与成血管特性及免疫调节等生物活性,在口腔医学中展现出广泛的应用前景。目的:概述生物可降解镁基材料在治疗口腔疾病中成骨、成血管及免疫调节的作用和机制,综述近年来镁及镁基材料在口腔疾病领域的应用进展。方法:以“镁,镁合金,镁基金属,骨折,种植,修复,牙髓,牙周炎,牙周疾病,囊肿,口腔癌”为中文检索关键词,以“magnesium,magnesium-based alloy,fracture,facial bone fractures,denture,dental implant,restorative dentistry,pulpitis,periodontitis,periodontal diseases,oral cancer”为英文检索关键词,在中国知网、万方、PubMed和Web of Science数据库进行检索,通过分析与筛选文献,最终纳入84篇进行归纳总结。结果与结论:镁及镁基材料可作为颌骨骨折或正颌手术治疗的骨内固定装置,由于镁特殊的生物性能,既能保证稳定成骨又可避免二次手术的可能,具有可大范围推广使用的潜力。在口腔医学骨再生领域,镁依托其优越的生物性能表现出比现有临床材料更好的机械性能和抗菌性能,为该领域的材料发展与应用提供更多选择。借助镁的生物学活性,镁基涂层材料充分发挥抗炎抗氧化作用,进一步促进种植体骨结合及软组织整合,在种植体表面改性及促进种植体稳定方面具有较大的应用前景。镁虽在颌面部口内软组织再生与治疗、牙组织工程方面有一定的涉及,但仍存在大量空白。为保证镁稳定的生物学特性,通常需加入其他合金或进行镁表面改性,但目前对可降解金属植入物的生物学评价体系尚不完善,未来仍需进一步明确镁在口腔疾病临床中的应用。

关键词： 牙囊细胞   支架材料   生物因素   信号通路   微环境   牙周组织再生   组织工程   综述  

摘要： 背景:牙囊细胞因优异的特性在牙周组织再生工程中的运用更加广泛,随着生物支架材料研究的发展,牙囊细胞与牙周组织再生技术的关系日益紧密。目的:综述不同实验对象牙囊细胞在内外源生物因素作用下的表现,并结合支架材料分析其对牙囊细胞生物学特性的影响。方法:以“dental follicle cell,scaffolds,material,periodontal tissue regeneration,tissue engineering,review”及“牙囊细胞,支架,材料,牙周组织再生,组织工程,综述”为关键词,检索PubMed,Sciencedirect和中国知网数据库2013-2023年发表的文献,最后纳入95篇文献进行分析与讨论。结果与结论:①牙囊细胞起源于牙囊组织,具有一定的干细胞分化潜能,因其优良性能正积极应用于牙周组织再生工程研究。②牙囊细胞的增殖及成骨分化受多种生物因素的影响,内源性因素与外源性因素在一定程度上均对牙囊细胞的增殖以及骨向分化能力具有一定的促进作用。③3D打印技术、纳米技术使研究者们能够制造出更为合适的支架材料。④高分子材料显示了其在牙周组织再生中的灵活性和可塑性,可根据缺损部位的不同,从而制造具有针对性的支架材料,实现高效的组织再生;无机材料因具备良好的生物相容性在牙周组织再生工程中得以广泛使用,通过调整纳米级无机材料的含量或许可改善支架的性能,从而制备生物相容性更好的支架。⑤目前尚有多种新型人工合成(复合)材料,向研究者们展现出优良的特性,但由于支架材料中生物因素对牙囊细胞作用的机制较为复杂,且有关牙囊细胞的研究多集中在体外培养,故如何制作出更适合牙囊细胞生长发育的支架材料,并将其安全有效地应用于临床治疗是未来研究的方向。

关键词： 生物支架   牙髓血运重建术   牙髓再生   血凝块   富血小板血浆   富血小板纤维蛋白   浓缩生长因子   网状Meta分析  

摘要： 目的:临床中用于牙髓血运重建的生物支架多种多样,不同支架材料之间的疗效差异存在争议。采用贝叶斯网状Meta分析方法评价9种生物支架在牙髓血运重建术中的效果。方法:检索中国知网、维普、万方、中国生物医学文献服务系统、PubMed、Cochrane Library、Web of Science、Embase、Scopus数据库,收集各数据库建库至2024-04-01符合纳入标准的关于不同生物支架用于年轻恒牙牙髓血运重建治疗的随机对照试验。由2位研究者筛选文献,独立完成数据的收集和整理提取,并对纳入的文献质量进行偏倚风险评价,使用R 4.2.0软件的BUGSnet 1.1.1包进行网状Meta分析。结果:共纳入22篇研究,包含926例患牙数和9种不同的干预措施,网状Meta分析结果显示:①临床成功率(一级目标):富血小板纤维蛋白优于血凝块[OR=1.45,95%CI(0.32,2.69)],等级概率排序结果前3为:浓缩生长因子(82.77%)>富血小板纤维蛋白(75.38%)>改良富血小板纤维蛋白(62.39%);②牙根长度增加(二级目标):随访1-6个月时,7种生物支架之间比较无差异(P>0.05),等级概率排序结果前3为:浓缩生长因子(86.25%)>富血小板血浆(53.76%)>富血小板纤维蛋白(51.11%);随访>6个月且≤12个月时,浓缩生长因子优于血凝块[MD=9.59,95%CI(0.52,18.40)],等级概率排序结果前3为:浓缩生长因子(92.42%)>富血小板血浆(56.03%)>富血小板纤维蛋白(55.76%);随访大于12个月时,浓缩生长因子优于改良富血小板纤维蛋白[MD=11.01,95%CI(0.02,22.72)],等级概率排序结果前3为:浓缩生长因子(86.95%)>富血小板纤维蛋白(68.61%)>血凝块联合胶原蛋白(52.5%);③根壁厚度增加(二级目标):随访1-6个月时,富血小板纤维蛋白优于血凝块[MD=11.37,95%CI(4.74,17.71)],等级概率排序结果前3为:富血小板纤维蛋白(93.66%)>浓缩生长因子(63.11%)>改良富血小板纤维蛋白(50.48%);随访>6个月且≤12个月时,6种生物支架之间比较无差异(P>0.05),等级概率排序结果前3为:改良富血小板纤维蛋白(73.63%)>富血小板纤维蛋白(62.36%)>浓缩生长因子(56.25%);随访大于12个月时,9种生物支架之间比较无差异(P>0.05),等级概率排序结果前3为:血凝块联合胶原蛋白(81.9%)>富血小板血浆(62.67%)>改良富血小板纤维蛋白(59.49%);④牙髓活力(三级目标):6种生物支架之间比较无差异(P>0.05),等级概率排序结果前3为:血凝块联合胶原蛋白(84.22%)>浓缩生长因子(67.71%)>富血小板纤维蛋白(48.79%)。结论:现有证据表明,不同支架在牙髓血运重建术中的临床成功率均较高,其中富血小板纤维蛋白优于血凝块;牙根长度和根壁厚度增加综合比较方面,浓缩生长因子在随访1-6个月与>6个月且≤12个月时间段中表现最佳,而随访大于12个月后血凝块联合胶原蛋白表现最佳;浓缩生长因子在各级目标中表现突出,相对其他支架可能更有利于牙根的继续发育,在牙髓再生治疗中有巨大潜力。受限于文献质量及数量,上述结论仍需更多高质量研究予以验证。

关键词： 急性心肌梗死   中性粒细胞   生物标志物   差异分析   WGCNA   机器学习算法   免疫浸润分析   S100A12   PTCH1   LOC400499  

摘要： 背景:精确的早期诊断和及时的再灌注治疗是挽救急性心肌梗死患者的生命并改善预后的重要前提条件。因此,寻找能够早期诊断急性心肌梗死的理想生物标志物尤为重要。目的:拟通过生物信息学和机器学习分析急性心肌梗死与中性粒细胞相关的关键基因,以探寻新的生物标志物。方法:基于GEO数据库和limma包鉴定急性心肌梗死的差异表达基因。使用反卷积算法探究免疫细胞浸润情况,然后结合加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)、蛋白互作网络和机器学习筛选急性心肌梗死与中性粒细胞相关的特征基因,并进行功能富集分析。用ROC曲线评估特征基因对急性心肌梗死的诊断价值。通过STITCH和Herb数据库筛查生物标志物的靶向药物。最后将在2023年3-6月于贵州医科大学附属医院心内科首次诊断为急性心肌梗死的住院患者作为实验组,同期心电图无缺血性改变、冠状动脉造影无狭窄的住院患者作为对照组,收集两组患者外周血,通过RT-qPCR验证基因在人外周血样本中的相对表达量。结果与结论:(1)共获得差异表达基因2 349个,免疫浸润分析发现B cells memory,NK cells resting和Neutrophils等免疫细胞评分在疾病和正常组之间存在差异;(2)使用WGCNA发现ME green和ME turquoise这两个基因模块与中性粒细胞与急性心肌梗死表现出最高的相关性;(3)与差异表达基因相交后获得24个差异模块基因,功能富集分析发现其与先天免疫反应、细菌的防御反应等多种过程相关;KEGG结果显示其主要与肿瘤坏死因子信号通路有关。(4)机器学习算法挖掘到的基因取交集后得到的特征基因为S100A12,PTCH1和LOC400499,在GSE48060和GSE66360数据集中的ROC曲线下面积均大于0.7,将其视为潜在的生物标志物。(5)基于STITCH和Herb数据库发现S100A12有11种靶向药物,PTCH1共发现6种靶向药物。(6)RT-qPCR结果显示,与对照组相比,急性心肌梗死患者中S100A12,PTCH1和LOC400499表达具有显著差异性(P<0.05)。(7)S100A12,PTCH1和LOC400499可能是急性心肌梗死潜在的诊断生物标志物,但是其与急性心肌梗死相关的特异性尚需进一步研究,其中S100A12可能是调控急性心肌梗死的潜在靶点。

关键词： 肌腱损伤   肌腱修复   肌腱愈合   脱细胞肌腱支架   脱细胞基质   生物医学材料   组织工程与再生医学   工程化生物材料   综述  

摘要： 背景:由于肌腱缺乏血液供应同时肌腱细胞的修复能力低下,所以肌腱组织修复周期漫长。随着脱细胞技术的成熟化,目前脱细胞细胞外基质在组织工程与再生医学领域受到越来越多的关注。由于脱细胞肌腱支架具备高活性、低免疫原性以及支撑细胞附着和增殖分化的能力等特点,所以这种材料有望促进肌腱修复。目的:总结脱细胞肌腱支架的生物特性,阐述脱细胞肌腱支架通过何种作用机制去促进肌腱愈合,同时说明脱细胞肌腱支架联合其他材料的应用方式及未来应用局限性。方法:检索中国知网和PubMed数据库中相关文献,中文检索词为“肌腱损伤,肌腱修复,肌腱病,脱细胞肌腱支架”;英文检索词为“Tendon injury,Tendon repair,Tendinopathy,decellularized tendon scaffold,decellularized tendon scaffolds”,通过阅读筛选出相关文献,最终纳入77篇文献进行结果分析。结果与结论:①脱细胞技术可分为物理处理、化学处理和生物程序。②脱细胞肌腱支架作为常见的生物医学材料,具备一定的生物相容性、生物降解性和生物力学性能,这为肌腱损伤修复提供前提和基础。③脱细胞肌腱支架能够缓解组织的炎症反应,促进骨髓间充质干细胞/肌腱源性干细胞的黏附、增殖和分化,维持组织的生物力学性能。④脱细胞肌腱支架可以与其他材料联合应用,例如静电纺丝、水凝胶、干细胞植入和3D打印技术等。⑤未来研究可进一步深究其致病机制,联合其他生物材料与脱细胞肌腱支架应用促进肌腱组织修复。

关键词： 踝关节   肌腱   韧带缺损   邻近核心肌腱   有限元分析   生物力学  

摘要： 背景:高能量损伤导致的内、外踝韧带断裂、缺损是足踝外科常见难题之一,邻近肌腱常作为移植材料重建缺损,探究韧带缺损状态下邻近核心肌腱的力学特性对于选择肌腱供区具有重要意义。目的:探究踝关节活动过程中,内、外踝韧带不同程度缺损时,其各自邻近核心肌腱间的相互作用及生物力学变化。方法:基于一名50岁健康男性左足的CT影像数据,通过MIMICS软件提取并构建表面立体模型,利用Geomagic Wrap进行拟合曲面,并在SOLIDWORKS中构建包含不同程度韧带缺损的骨-软骨-韧带-肌腱足踝复合体模型。采用Ansys Workbench进行有限元分析,通过前抽屉实验验证模型有效后,模拟踝关节内、外翻及内、外旋条件,观察腓骨短、长肌腱与胫前、后肌腱的Von-Mises应力最大值变化及分布特征。结果与结论:①前抽屉实验中距骨最大位移5.2085 mm,与文献报道的数据相似,验证模型有效;②4种工况下,踝关节单侧单束韧带缺损对邻近核心肌腱的应力最大值影响较小,单侧多束韧带缺损则显著增加肌腱应力最大值;除胫前肌腱各段应力载荷均偏高外,腓骨短、长肌腱及胫后肌腱的高应力区域均集中在肌腱远端;③外踝韧带一旦缺损,内翻、内旋时腓骨短肌腱的应力最大值及变化量均高于腓骨长肌腱;距腓前韧带缺损时内翻,腓骨短肌腱应力最大值较正常相比增加0.9512 MPa,腓骨长肌腱应力最大值降低0.0651 MPa;跟腓韧带缺损时内旋,腓骨短肌腱应力最大值增加2.3529 MPa,腓骨长肌腱应力最大值降低0.2692 MPa;④提示内踝韧带缺损时外翻、外旋,胫前、后肌腱的应力最大值变化复杂,取决于缺损韧带类型,尤其全层韧带缺损将显著增加二者应力最大值。

关键词： 骨髓间充质干细胞   端粒酶卡哈尔体蛋白1   衰老   过表达   干扰   细胞增殖   细胞凋亡   工程化干细胞  

摘要： 背景:随着年龄的增长,骨髓间充质干细胞的功能逐渐降低,延缓骨髓间充质干细胞自身衰老成为一项重要课题。目的:通过改变端粒酶卡哈尔体蛋白1(telomerase cajal body protein 1,TCAB1)基因的表达,探讨延缓骨髓间充质干细胞衰老的途径。方法:细胞贴壁法培养小鼠骨髓间充质干细胞,应用重组慢病毒技术过表达或干扰骨髓间充质干细胞中的TCAB1基因,采用qPCR检测衰老相关基因P16、P21、P53、P27的表达,qPCR检测Telomere的表达判断端粒的相对长度;Western blot检测衰老蛋白P16、P21、P53、P27的表达;CCK-8法检测细胞增殖情况;Annexin V-PE/7-AAD细胞凋亡试剂盒检测细胞凋亡情况。结果与结论:过表达TCAB1基因骨髓间充质干细胞中衰老相关基因及蛋白的表达量下降,端粒相对长度增加,细胞增殖能力较强,细胞凋亡数量较少,细胞呈现年轻状态;干扰TCAB1基因骨髓间充质干细胞中衰老相关基因及蛋白的表达量上升,端粒相对长度缩短,细胞增殖能力较弱,细胞凋亡数量较多,细胞呈现衰老状态。以上结果表明,在适当范围内增加TCAB1的表达量,可以延缓细胞衰老的速度。

关键词： 线粒体   急性心肌梗死   生物信息学   机器学习   免疫浸润分析   氧化应激   炎症   凋亡  

摘要： 背景:线粒体在急性心肌梗死损伤和修复中具有重要意义,因此基于线粒体基因探索急性心肌梗死发病进展具有重要的临床意义。目的:探究线粒体基因是否可以作为评估急性心肌梗死进展的可靠生物标志物。方法:从高通量基因表达数据库下载急性心肌梗死数据集GSE66360,GSE12288,在线粒体蛋白质数据库获取人类线粒体基因集;对急性心肌梗死数据集GSE66360进行差异基因分析及加权基因共表达网络分析,两者取交集后获得基因进行蛋白质-蛋白质相互作用分析、基因本体论和京都基因与基因组百科全书分析;将交集基因与人类线粒体基因取交集以获得差异线粒体基因,对差异线粒体基因进行基因集富集分析和免疫浸润分析,并在外部数据集GSE12288中进行受试者工作特征曲线分析,验证线粒体差异基因的表达特征。结果与结论:①获得急性心肌梗死差异基因548个,差异基因分析及加权基因共表达网络分析显示Blue模块包含基因最多(4992个),二者交集基因共有116个,其中肿瘤坏死因子、白细胞介素1B、白细胞介素6、Toll样受体4和白细胞介素10为核心基因;②基因本体论分析显示生物过程主要涉及炎症反应、肿瘤坏死因子产生的正调控及细胞表面受体信号通路,细胞组成主要涉及三级颗粒膜、质膜外层和质膜等,分子功能主要涉及免疫球蛋白G结合、跨膜信号受体活性及趋化因子活性等,京都基因与基因组百科全书分析显示,这些基因主要涉及肿瘤坏死因子、白细胞介素17及核转录因子κB通路;③共获得8个差异线粒体基因,经过最小绝对收缩和选择算子和比例风险回归模型分析后筛选出4个特征基因,包括佛波醇-12-肉豆酸酯-13-乙酰基诱导蛋白1、BCL2-相关蛋白A1、溶质载体家族25成员37和脱氧核糖核酸聚合酶β,并分别对应了肿瘤蛋白53、氧化磷酸化、硫代谢及甘油磷脂代谢通路;④受试者工作特征曲线分析显示4个特征基因均具有诊断意义,并与静息树突状细胞、幼稚B细胞呈显著负相关性;⑤提示佛波醇-12-肉豆酸酯-13-乙酰基诱导蛋白1、BCL2-相关蛋白A1、溶质载体家族25成员37和脱氧核糖核酸聚合酶β表达特征可作为预测急性心肌梗死中线粒体功能的潜在生物标志物,可进一步提高急性心肌梗死预测的准确性。

关键词： 髌骨下极   骨折   骨折内固定   克氏针张力带结合纵向捆绑   有限元分析   生物力学   骨科植入物  

摘要： 背景:髌骨下极对伸膝装置完整性和稳定性以及保持良好的膝关节功能非常重要。目前临床治疗髌骨下极骨折尚没有统一的手术方法,但有效的内固定应该具备对抗股四头肌和髌韧带的拉应力与股骨髁的屈曲应力以及骨折断端分离移位的能力。目的:通过有限元法建立髌骨下极骨折三维模型,对比克氏针张力带、克氏针张力带结合环抱、克氏针张力带结合纵向捆绑3种固定方式的生物力学稳定性,进而为髌骨下极骨折的治疗提供一种可靠的术式选择。方法:选择一名健康的女性志愿者进行膝关节CT扫描,利用有限元软件构建髌骨下极骨折模型。根据不同内固定方式设定为A、B、C组:A组为克氏针张力带固定,B组为克氏针张力带结合环抱固定,C组为克氏针张力带结合纵向捆绑固定。在相同的支撑和约束条件下,运用有限元分析软件评估3种内固定模型的生物力学特性。结果与结论:有限元分析结果表明,在45°合力方向上施加不同大小载荷的条件下,C组相比于A、B两组整体模型、髌骨骨折端及内固定物的位移最小,模型及内固定物的应力最小。提示相较于克氏针张力带和克氏针张力带结合环抱这两种内固定方式,克氏针张力带结合纵向捆绑技术呈现出更小的位移和应力,具备更出色的生物力学强度及更为可靠的内固定强度,从理论上来讲可以很好地满足患者术后早期进行功能锻炼的需求。

关键词： 特发性肺纤维化   线粒体自噬   自噬关键基因   亚型分析   富集分析   免疫浸润分析   肺功能   生物信息学  

摘要： 背景:线粒体自噬与特发性肺纤维化的发生发展关系密切,但其作用机制尚不清楚。目的:探讨线粒体自噬在特发性肺纤维化中的生物学机制,为临床特发性肺纤维化风险预测及亚型区分提供思路。方法:通过GEO和Reactome Pathway数据库等获取特发性肺纤维化的线粒体自噬相关基因,基于组间差异、随机森林模型筛选特发性肺纤维化的线粒体自噬特征基因。采用g:Profiler数据库进行GO功能富集分析和KEGG、Reactome、WIKI通路富集分析。通过共识聚类法区分特发性肺纤维化线粒体自噬亚型,进行亚型间免疫浸润分析,并筛选出线粒体自噬关键基因。最后,通过列线图模型量化线粒体自噬关键基因对临床特发性肺纤维化发生风险的预测价值,并探索线粒体自噬关键基因与特发性肺纤维化临床特征的相关性。结果与结论:①特发性肺纤维化中与线粒体自噬相关的基因共13个,经组间差异、随机森林模型筛选出线粒体自噬特征基因5个,分别是PINK1、RPS27A、SRC、HIF1A和CDH6;②GO分析主要涉及泛素蛋白连接酶结合、细胞对缺氧的反应;通路富集分析主要涉及PINK1-PRKN介导的线粒体自噬、NOTCH信号通路、EGFR的信号传递和血管生成等;③HIF1A在不同特发性肺纤维化亚型间具有显著的表达差异,可能成为特发性肺纤维化线粒体自噬亚型区分的关键基因;④免疫浸润分析提示骨髓来源抑制性细胞、中性粒细胞与1型辅助性T细胞可能在不同亚型之间存在浸润差异,而HIF1A与多种免疫细胞浸润程度呈正相关;⑤列线图模型提示通过HIF1A的表达水平可能预测临床特发性肺纤维化的发生风险;⑥临床特征分析提示,HIF1A高表达患者可能肺功能更差,纤维化程度更严重。结果表明,PINK1、RPS27A、SRC、HIF1A和CDH6可能通过线粒体自噬影响特发性肺纤维化的发生发展,其中HIF1A可能成为特发性肺纤维化风险预测及临床亚型区分的关键基因,且与患者的肺功能水平密切相关。