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褪黑素在骨修复材料中的研究进展
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作者 吕建伟 王增亮 马贲 《齐齐哈尔医学院学报》 2026年第2期192-196,共5页
骨缺损已成为骨科及颌面外科领域的临床难题。大面积骨缺损往往需要外源性修复材料。褪黑素(MT)是一种具有多重生物活性的功能性分子,因其促成骨、抗氧化、抗凋亡及抗炎等作用,在骨修复再生中展现出广阔的应用前景。本文综述褪黑素在骨... 骨缺损已成为骨科及颌面外科领域的临床难题。大面积骨缺损往往需要外源性修复材料。褪黑素(MT)是一种具有多重生物活性的功能性分子,因其促成骨、抗氧化、抗凋亡及抗炎等作用,在骨修复再生中展现出广阔的应用前景。本文综述褪黑素在骨修复材料中的研究进展,为骨缺损修复的基础研究与临床转化提供参考。 展开更多
关键词 褪黑素 骨修复 成骨分化 氧化应激 支架
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纳米羟基磷灰石/海藻酸钠/聚己内酯/阿仑膦酸钠支架的制备及表征 被引量:2
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作者 周红丽 王晓龙 +4 位作者 郭蕊 姚轩轩 郭茹 周熊涛 何祥一 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第8期1962-1970,共9页
背景:针对骨组织工程,单一成分的材料无法同时满足理想生物材料的机械强度、亲水性、降解率要求,而结合不同成分组成的复合材料可以将各组分材料性能的优点结合,从而获得综合性能。目的:制备负载阿仑膦酸钠的纳米羟基磷灰石/海藻酸钠/... 背景:针对骨组织工程,单一成分的材料无法同时满足理想生物材料的机械强度、亲水性、降解率要求,而结合不同成分组成的复合材料可以将各组分材料性能的优点结合,从而获得综合性能。目的:制备负载阿仑膦酸钠的纳米羟基磷灰石/海藻酸钠/聚己内酯支架用于临床修复骨组织缺损,评价其体外性能。方法:采用挤压式3D打印机制备含不同质量分数(50%,60%,70%)纳米羟基磷灰石的纳米羟基磷灰石/海藻酸钠支架,依次命名为nHA50、nHA60、nHA70;采用浸渍法将聚己内酯组装到纳米羟基磷灰石/海藻酸钠支架表面,获得的支架依次命名为nHA50P、nHA60P和nHA70P,表征6组支架的形貌、力学性能与亲水性能,筛选最佳性能的支架用于负载阿仑膦酸钠。采用挤压式3D打印机制备nHA60-阿仑膦酸钠支架,采用浸渍法制备nHA60P-阿仑膦酸钠支架,检测两组支架的体外药物释放。将nHA60、nHA60P、nHA60P-阿仑膦酸钠支架分别与MC3T3-E1细胞共培养,采用CCK-8法检测细胞增殖。结果与结论:①扫描电镜下可见nHA50、nHA60、nHA70支架表面均有颗粒状凸起,内部孔隙规则且相互连通,随着纳米羟基磷灰石含量的增加,支架表面颗粒团聚现象增加;聚己内酯以薄膜样贴附于支架表面。nHA60支架的压缩模量高于nHA50、nHA70支架(P<0.05),nHA60P支架的压缩模量高于nHA50P、nHA70P、nHA60支架(P<0.05)。随着纳米羟基磷灰石含量的增加,nHA50、nHA60、nHA70支架的亲水性依次增强;nHA50P、nHA60P和nHA70P支架的亲水性弱于nHA50支架,但仍符合细胞在支架表面生长的要求。综合以上结果,选择nHA60、nHA60P支架负载阿仑膦酸钠。②与nHA60-阿仑膦酸钠支架相比,nHA60P-阿仑膦酸钠支架的药物释放速率更为缓慢,可更长时间维持有效药物浓度。与nHA60、nHA60P支架相比,nHA60P-阿仑膦酸钠支架可促进MC3T3-E1细胞的增殖。③结果表明,nHA60P-阿仑膦酸钠支架具有优良的力学性能、亲水性、药物缓释作用与生物相容性。 展开更多
关键词 纳米羟基磷灰石 海藻酸钠 聚己内酯 阿仑膦酸钠 3D打印 支架 工程化骨材料
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3D打印聚乳酸骨支架修复骨缺损 被引量:1
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作者 杨凤丽 周朝 +4 位作者 熊伟 周宇翔 李登顺 王鑫 李展振 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期507-515,共9页
背景:3D打印的骨组织工程支架在骨缺损修复的研究和临床治疗中具有明显优势。聚乳酸作为3D打印骨支架的重要原料之一,在进行骨缺损修复时应用潜力巨大,但临床患者的骨缺损诱因不同,对聚乳酸骨支架的综合性能提出了不同要求。目的:对3D... 背景:3D打印的骨组织工程支架在骨缺损修复的研究和临床治疗中具有明显优势。聚乳酸作为3D打印骨支架的重要原料之一,在进行骨缺损修复时应用潜力巨大,但临床患者的骨缺损诱因不同,对聚乳酸骨支架的综合性能提出了不同要求。目的:对3D打印技术和聚乳酸支架的发展及支架在骨髓炎、骨肿瘤、骨坏死和骨质疏松等骨病环境下进行骨修复时所选用的设计策略进行归纳与综述。方法:从中国知网、万方、PubMed、Science Direct与Web of Science数据库中检索和筛选发表时间为1994-2024年的相关文献。英文检索词:“3D printing,Polylactic acid,Bone tissue engineering scaffold,Osteomyelitis,Bone tumor,Osteonecrosis,Osteoporosis,Bone defect”,中文检索词:“3D打印,聚乳酸,骨组织工程支架,骨髓炎,骨肿瘤,骨坏死,骨质疏松,骨缺损”,对筛选出的62篇文献进行系统归纳与分析。结果与结论:①聚乳酸因具有无毒性、可加工性强、生物相容性好以及能在人体环境中自我降解的特性,被认为是理想的人工骨支架设计原料。3D打印技术的应用使得聚乳酸骨支架能够满足仿生人工骨修复材料的多层多孔结构设计要求,并优化了力学性能,以更好地进行骨修复。②根据不同的骨病微环境,适时调整聚乳酸支架的功能设计对支架综合成骨效能的发挥十分重要。文章讨论了聚乳酸支架在骨髓炎、骨肿瘤、骨坏死和骨质疏松等骨病环境下的应用,强调了针对不同骨病所导致的骨缺损,合理把握骨病治疗与骨组织再生的时间节点的重要性。③尽管聚乳酸支架在骨修复中显示出潜力,但仍存在一些问题,如需要进一步优化支架的结构设计以适配新骨再生,增强支架的生物活性,并兼顾其他功能(如抗菌、抗肿瘤及抗骨质疏松等)以适应不同病理环境下骨组织修复的需求。 展开更多
关键词 3D打印 聚乳酸 骨组织工程支架 骨髓炎 骨肿瘤 骨坏死 骨质疏松 骨缺损
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负载血小板衍生生长因子BB的壳聚糖/还原氧化石墨烯支架修复牙槽骨缺损
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作者 白相宇 霍峰 +2 位作者 郝妍 王泽成 郭晓宇 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期329-337,共9页
背景:研究显示血小板衍生生长因子BB可刺激间充质干细胞的增殖与成骨分化,加快成骨样细胞的钙化进程,但其临床应用存在半衰期短、易分解等问题,将生长因子负载到适宜的生物材料支架上可使其缓慢持续释放,维持有效的作用浓度,成为目前研... 背景:研究显示血小板衍生生长因子BB可刺激间充质干细胞的增殖与成骨分化,加快成骨样细胞的钙化进程,但其临床应用存在半衰期短、易分解等问题,将生长因子负载到适宜的生物材料支架上可使其缓慢持续释放,维持有效的作用浓度,成为目前研究的热点话题。目的:利用壳聚糖/还原氧化石墨烯支架负载血小板衍生生长因子BB,观察该支架修复大鼠牙槽骨缺损的作用。方法:①分别制备壳聚糖/还原氧化石墨烯支架(记为CS/rGO支架)与负载不同质量浓度(5,10,15,20 mg/L)血小板衍生生长因子BB的壳聚糖/还原氧化石墨烯支架(分别记为CS/rGO/PDGF-BB-5、CS/rGO/PDGF-BB-10、CS/rGO/PDGF-BB-15、CS/rGO/PDGF-BB-20支架)。将5组支架分别与大鼠牙周膜干细胞共培养,通过CCK-8实验与Transwell小室实验分别检测细胞增殖与迁移情况,筛选适宜的生长因子负载质量浓度进行后续实验。将CS/rGO支架(或浸提液)、CS/rGO/PDGF-BB-15支架(或浸提液)分别与大鼠牙周膜干细胞共培养,检测细胞成骨分化与成血管能力。②在16只SD大鼠双侧上颌第一磨牙前制备牙槽骨缺损模型,随机分4组干预:空白对照组不进行任何干预,单纯支架组植入CS/rGO/PDGF-BB-15支架,对照组植入CS/rGO支架与大鼠牙周膜干细胞复合物,实验组植入CS/rGO/PDGF-BB-15支架与大鼠牙周膜干细胞复合物,每组4只。术后12周,通过Micro CT扫描与苏木精-伊红染色观察牙槽骨缺损骨修复情况。结果与结论:①CS/rGO/PDGF-BB-5、CS/rGO/PDGF-BB-10、CS/rGO/PDGF-BB-15、CS/rGO/PDGF-BB-20支架均可促进大鼠牙周膜干细胞的增殖与迁移,其中CS/rGO/PDGF-BB-15支架促细胞增殖与迁移作用最显著,使用该支架进行后续实验。与CS/rGO支架比较,CS/rGO/PDGF-BB-15支架可促进大鼠牙周膜干细胞的成骨与成血管分化。②Micro CT扫描与苏木精-伊红染色结果显示,实验组牙槽骨缺损修复效果最好,可见大量新生骨组织与血管形成。③负载血小板衍生生长因子BB的壳聚糖/还原氧化石墨烯支架可通过促进大鼠牙周膜干细胞的增殖、迁移、成血管与成骨分化,进而有效促进大鼠牙槽骨缺损的修复。 展开更多
关键词 牙槽骨缺损 支架 壳聚糖 还原氧化石墨烯 血小板衍生生长因子BB 工程化口腔材料
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负载抗菌肽KR-12-a5猪小肠黏膜下层复合纳米羟基磷灰石生物支架的制备及抗菌性能
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作者 闫启全 杨立斌 +7 位作者 李梦君 倪亚卓 陈科颖 许博 李耀扬 马士卿 李睿 李建文 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期384-394,共11页
背景:由肿瘤及创伤所致的骨组织缺失会对术后康复产生不良影响,因此在治疗过程中通常需要植入支架材料,然而现有的植入材料相对单一、缺乏抗菌性,早期植入后有可能导致医源性自体感染,对成骨产生不良影响。目的:构建KR-12-a5多肽-纳米... 背景:由肿瘤及创伤所致的骨组织缺失会对术后康复产生不良影响,因此在治疗过程中通常需要植入支架材料,然而现有的植入材料相对单一、缺乏抗菌性,早期植入后有可能导致医源性自体感染,对成骨产生不良影响。目的:构建KR-12-a5多肽-纳米羟基磷灰石-小肠黏膜下层复合支架,评估该复合支架作为促进骨缺损修复材料的可行性。方法:通过1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐/N-羟基琥珀酰亚胺交联法制备小肠黏膜下层支架与含25,50,100 mg/mL纳米羟基磷灰石的小肠黏膜下层支架(记为nHA-SIS支架),通过力学性能测试筛选出适宜的支架用于后续实验。检测KR-12-a5多肽溶液对金黄色葡萄球菌、格登链球菌、具核梭杆菌的抗菌性能。将nHA-SIS支架分别浸泡于250,500,1000μg/mL KR-12-a5多肽溶液中24 h,冻干制得负载多肽的纳米羟基磷灰石-猪小肠黏膜下层复合支架(记为P-nHA-SIS支架),表征3组支架的缓释性能。将nHA-SIS支架与3组P-nHA-SIS支架分别与金黄色葡萄球菌、格登链球菌、具核梭杆菌共培养24 h或48 h,通过活死细菌染色与扫描电镜筛选抗菌能力较强的支架用于后续实验。表征未交联小肠黏膜下层支架、交联小肠黏膜下层支架、nHA-SIS支架与P-nHA-SIS支架的降解性能与吸水率。将交联小肠黏膜下层支架、nHA-SIS支架、P-nHA-SIS支架浸提液分别与MC3T3-E1细胞共培养,进行CCK-8实验与活死细胞染色实验;通过Transwell小室实验检测上述3种支架浸提液对MC3T3-E1细胞迁移的影响。结果与结论:(1)25,50,100 mg/mL nHA-SIS支架的弹性模量与压缩强度均高于小肠黏膜下层支架(P<0.05),其中25 mg/mL nHA-SIS支架的弹性模量与压缩强度最高,后续实验选择该组支架负载多肽。(2)KR-12-a5多肽对骨缺损常见菌群(金黄色葡萄球菌、格登链球菌、具核梭杆菌)均具有较强的抗菌活性。3组P-nHA-SIS支架均具有缓释性能。随着多肽质量浓度的增加,P-nHA-SIS支架的抗菌性能增强,其中负载500μg/mL多肽的P-nHA-SIS支架已达到较满意的抑菌效果,后续选择该组支架。(3)3组交联支架的降解速率均低于未交联支架,吸水率均大于未交联支架。P-nHA-SIS支架可促进MC3T3-E1细胞的增殖与迁移,并且不影响MC3T3-E1细胞活性。(4)结果表明,P-nHA-SIS支架具有较强的抗菌性能与促MC3T3-E1细胞增殖、迁移能力,有望应用于骨缺损修复中。 展开更多
关键词 抗菌肽 小肠黏膜下层支架 纳米羟基磷灰石 骨组织工程 三维支架 表面修饰 支架改性 组织工程骨材料
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镁锶共掺杂羟基磷灰石矿化胶原的构建与体外促成骨活性研究
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作者 王萌 孙艺菲 +6 位作者 曹晓庆 魏一源 陈蕾 张正龙 慕昭 朱娟芳 牛丽娜 《口腔疾病防治》 2026年第1期15-28,共14页
目的探讨镁锶共掺杂羟基磷灰石矿化胶原(magnesium-strontium co-doped hydroxyapatite mineralized collagen,MSHA/Col)在改善骨修复微环境、提升骨再生能力方面的效果,为解决传统羟基磷灰石矿化胶原(hydroxyapatite mineralized colla... 目的探讨镁锶共掺杂羟基磷灰石矿化胶原(magnesium-strontium co-doped hydroxyapatite mineralized collagen,MSHA/Col)在改善骨修复微环境、提升骨再生能力方面的效果,为解决传统羟基磷灰石矿化胶原(hydroxyapatite mineralized collagen,HA/Col)支架组分仿生度不足与生物活性有限的问题提供思路。方法制备高分子量聚丙烯酸稳定的镁锶共掺杂无定形磷酸钙前驱体(high-molecular-weight polyacrylic acidstabilized amorphous calcium magnesium strontium phosphate precursor,HPAA/ACMSP),通过高分辨率透射电子显微镜和能谱仪表征HPAA/ACMSP形貌及元素分布。将重组胶原海绵块于HPAA/ACMSP矿化液中浸泡,诱导镁锶共掺杂羟基磷灰石在胶原纤维内沉积(实验组:MSHA/Col;对照组:HA/Col),扫描电子显微镜观察MSHA/Col形貌特征,通过X射线衍射和傅里叶红外光谱解析其晶体结构与化学组成,通过热重分析评估其矿物相占比,并测定支架的孔隙率、离子释放及体外降解性能。细胞学实验采用CCK-8法、活/死细胞染色、碱性磷酸酶染色、茜素红染色、RT-qPCR及蛋白质免疫印迹法,分别评估MSHA/Col支架对小鼠胚胎成骨细胞前体细胞系(MC3T3-E1)细胞增殖、存活、成骨分化早期活性、晚期矿化能力以及关键成骨标志物[Runt相关转录因子2(runt-related transcription factor 2,Runx2)、Ⅰ型胶原(collagen typeⅠ,Col-Ⅰ)、骨桥蛋白(osteopontin,Opn)、骨钙素(osteocalcin,Ocn)]基因和蛋白表达水平的影响。结果HPAA/ACMSP在透射电镜下呈非晶态球形纳米颗粒,能谱分析显示碳、氧、钙、磷、镁、锶元素均匀分布。MSHA/Col的扫描电子显微镜结果表明成功实现完全纤维内矿化,元素分析结果表明镁的质量分数为0.72%,与天然骨内镁含量匹配,锶的质量分数为2.89%;X射线衍射显示存在羟基磷灰石晶体特征峰(25.86°、31°~34°);红外光谱结果显示,材料出现胶原及羟基磷灰石特征吸收峰;热重分析结果表明,材料中矿物相占比为78.29%,支架孔隙率为91.6%±1.1%,接近天然骨组织水平;离子释放曲线显示,Mg^(2+)、Sr^(2+)均表现出持续的释放行为;体外降解速率与新生骨组织的长入速率相匹配。细胞学实验表明,MSHA/Col显著促进MC3T3-E1细胞增殖(72 h活性提升130%,P<0.001),具有优异的促成骨分化效能,能显著上调成骨相关基因及蛋白(Runx2、Col-Ⅰ、Opn、Ocn)的表达(P<0.01)。结论MSHA/Col支架通过组分-结构双重仿生天然骨,在基因和蛋白水平上有效促进成骨分化,突破单纯羟基磷灰石矿化胶原的功能局限,为功能性骨修复材料开发提供新策略。 展开更多
关键词 仿生矿化胶原 镁锶共掺杂 无定形磷酸钙 羟基磷灰石 纤维内矿化 骨再生 成骨分化 骨修复支架
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3D打印仿生生物陶瓷支架修复颌骨缺损的特点与策略
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作者 熊嘉颖 沈洁仪 吕佳虹 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3709-3716,共8页
背景:3D打印仿生结构陶瓷支架因可个性化定制、生物相容性优异及成骨活性突出,成为颌骨缺损修复的理想选择。目的:系统综述仿生结构3D打印仿生生物陶瓷支架在颌骨修复中的研究进展。方法:检索PubMed数据库及中国知网建库至2025年的文献... 背景:3D打印仿生结构陶瓷支架因可个性化定制、生物相容性优异及成骨活性突出,成为颌骨缺损修复的理想选择。目的:系统综述仿生结构3D打印仿生生物陶瓷支架在颌骨修复中的研究进展。方法:检索PubMed数据库及中国知网建库至2025年的文献,中文检索词为“3D打印,支架,仿生,生物陶瓷,颌骨修复”,英文检索词为“3D printing,scaffold,bionic,biomimetic,ceramic,maxillofacial repair,jaw repair”,筛选后纳入68篇文献进行归纳分析。结果与结论:颌骨缺损修复需兼顾解剖形态重建与功能性恢复,3D打印仿生生物陶瓷支架通过仿生设计(如孔隙结构、力学适配)可精准匹配缺损区域,生物活性与骨传导性显著优于传统移植材料(如自体骨)。特定仿骨结构(如骨小梁模拟)和自然界启发的仿生结构可增强支架的颌骨整合效率。当前3D打印仿生陶瓷支架在颌骨修复中的研究仍处于起步阶段,初步验证了该支架的机械稳定性与生物安全性,但长期降解动力学、免疫反应及大规模临床应用的可行性仍需深入探索。 展开更多
关键词 颌骨缺损 3D打印 仿生结构 生物陶瓷 支架 骨修复 增材制造 生物活性
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负载柚皮苷壳聚糖/β-磷酸三钙支架的表征及生物学性能
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作者 袁茜 张昊 庞杰 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第2期424-432,共9页
背景:柚皮苷具有促进骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的能力,可用于治疗骨质疏松及促进骨折愈合,然而其生物利用率低,临床应用受限。目的:制备负载柚皮苷的壳聚糖/β-磷酸三钙支架,表征其生物学性能。方法:采用冷冻干燥和化学交联法制... 背景:柚皮苷具有促进骨髓间充质干细胞增殖及成骨分化的能力,可用于治疗骨质疏松及促进骨折愈合,然而其生物利用率低,临床应用受限。目的:制备负载柚皮苷的壳聚糖/β-磷酸三钙支架,表征其生物学性能。方法:采用冷冻干燥和化学交联法制备壳聚糖/β-磷酸三钙支架,将壳聚糖/β-磷酸三钙支架浸泡于含柚皮苷的无水乙醇溶液中3 h,真空冷冻干燥后得到壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架,表征支架的孔径、孔隙率、溶胀率、降解率、机械性能及柚皮苷的体外释放能力。将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于壳聚糖/β-磷酸三钙支架与壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架表面,检测细胞增殖、黏附、活性及成骨诱导分化后的碱性磷酸酶活性。结果与结论:①扫描电镜下可见壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架具有多孔网状结构,平均孔径为(106.82±25.22)μm,孔隙率为(76.26±4.81)%,24 h溶胀率为(796.17±31.76)%,4周时体外降解率为7.71%,体外可释放柚皮苷长达9 d,壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架的平均孔径、孔隙率、24 h溶胀率、4周时体外降解率、压缩强度、压缩模量与壳聚糖/β-磷酸三钙支架比较差异均无显著性意义(P>0.05);②大鼠骨髓间充质干细胞在两种支架表面黏附良好,并具有良好的活性,相较于壳聚糖/β-磷酸三钙支架,壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架可促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖(P<0.05),提高成骨诱导分化后的骨髓间充质干细胞碱性磷酸酶活性(P<0.05);③结果表明,壳聚糖/β-磷酸三钙/柚皮苷支架具有良好的物理性能,可促进骨髓间充质干细胞的增殖及成骨分化。 展开更多
关键词 柚皮苷 壳聚糖 Β-磷酸三钙 支架 骨缺损修复 骨组织工程 工程化骨材料
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口腔牙槽骨缺损的再生修复
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作者 刘新月 李春年 +1 位作者 李一卓 徐世芳 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第5期1247-1259,共13页
背景:对于牙槽骨缺损的再生修复,研究一种促进牙槽骨再生且具有良好性能的材料,对于治疗牙槽骨缺损有着重要意义。目的:汇总近5年有关牙槽骨缺损再生修复的研究,对新材料和新药物进行分类介绍,从而掌握相关领域的最新进展。方法:以“Alv... 背景:对于牙槽骨缺损的再生修复,研究一种促进牙槽骨再生且具有良好性能的材料,对于治疗牙槽骨缺损有着重要意义。目的:汇总近5年有关牙槽骨缺损再生修复的研究,对新材料和新药物进行分类介绍,从而掌握相关领域的最新进展。方法:以“Alveolar bone,alveolar bone defect,alveolar bone regeneration,mechanism,biomaterials,nanoscaffolds,hydrogels,medications,anti-inflammatory drugs,simvastatin,metformin,traditional Chinese medicine,growth factor,stem cell”为英文关键词在PubMed数据库检索,以“牙槽骨,牙槽骨缺损,牙槽骨再生,机制,生物材料,纳米支架,水凝胶,药物治疗,抗炎药物,辛伐他汀,二甲双胍,中药,生长因子,干细胞”为中文关键词在中国知网进行检索,通过筛选最终共得到117篇文献进行综述分析。结果与结论:生物材料的应用既为牙槽骨再生提供支架结构,也可以作为骨替代物修复骨缺损;西药和中药的局部与全身应用可以控制炎症,促进骨再生;负载有各种生长因子的材料具有成骨作用,可以促进牙槽骨缺损的修复;干细胞组织工程的种子细胞具有成骨、成纤维的作用,可以分化为成骨细胞,生成新生骨质。近几年的研究热衷于对以上几种方法的结合使用,研发出新的具有良好生物相容性、可缓慢释放功能药物或材料,来促进牙槽骨缺损的再生修复。 展开更多
关键词 牙槽骨缺损 骨再生修复 纳米支架材料 水凝胶 西药 中药 生长因子 干细胞 工程化组织构建
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4D打印技术在骨组织工程中的研究进展
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作者 王培煜 石雅茹 +1 位作者 孙一帆 徐晓薇 《口腔疾病防治》 2026年第1期75-85,共11页
骨缺损的修复依赖于动态的成骨微环境。传统3D打印构建的静态支架因结构固定、活性因子释放不可控及血管再生较难等问题无法模拟骨缺损修复过程中微环境变化规律,如何突破这种静态支架的局限性,实现对成骨微环境的智能、动态调控,是当... 骨缺损的修复依赖于动态的成骨微环境。传统3D打印构建的静态支架因结构固定、活性因子释放不可控及血管再生较难等问题无法模拟骨缺损修复过程中微环境变化规律,如何突破这种静态支架的局限性,实现对成骨微环境的智能、动态调控,是当前骨组织工程领域的关键科学问题。4D打印技术将骨修复材料的动态响应能力与智能设计理念相结合,通过响应内、外源性刺激,调控支架微观与宏观结构,并通过功能化设计,发挥药物递送、抗菌等功能,提供更优良的成骨微环境,为骨组织工程提供了新的方法。但是,该技术目前存在动态响应材料设计困难、打印技术精度不足、多刺激响应体系与骨组织代谢节律不匹配及复合支架功能化不足等问题。未来的研究应聚焦于开发具有优异动态响应能力及生物活性的智能响应材料、创造新型打印技术和设计个性化、精准化的骨修复方案等。本文旨在从材料种类、响应机制及应用三个方面综述骨组织工程4D打印的研究现状,为未来功能性骨修复材料的开发与临床转化提供理论依据。 展开更多
关键词 4D打印 骨缺损修复 动态响应能力 智能设计 支架材料 成骨微环境 功能化设计 个性化设计
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淫羊藿苷缓释微球三维支架对兔骨髓间充质干细胞成骨分化的影响
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作者 金东升 赵张红 +3 位作者 朱子银 张森 孙祖延 邓江 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第7期1658-1668,共11页
背景:既往研究表明淫羊藿苷具有良好的促成骨分化潜能,但存在药物易流失、易降解、难以持续作用等缺点。目的:制备载有淫羊藿苷微球的三维支架,探索最佳载药浓度。方法:分离培养出兔骨髓间充质干细胞,通过检测细胞表型和多向分化能力进... 背景:既往研究表明淫羊藿苷具有良好的促成骨分化潜能,但存在药物易流失、易降解、难以持续作用等缺点。目的:制备载有淫羊藿苷微球的三维支架,探索最佳载药浓度。方法:分离培养出兔骨髓间充质干细胞,通过检测细胞表型和多向分化能力进行鉴定。采用复乳溶剂挥发法制备淫羊藿苷载药微球,将其加入丝素蛋白/壳聚糖/纳米羟基磷灰石混合溶液中,通过真空冷冻干燥化学交联法制备含不同浓度(0,0.1,1,10,50,100μmol/L)淫羊藿苷的载药支架。通过CCK-8法、细胞活死染色、细胞划痕实验、茜素红染色、碱性磷酸酶染色、免疫印迹法检测含不同浓度淫羊藿苷缓释微球的三维支架对骨髓间充质干细胞增殖活性、迁移、成骨分化的影响。结果与结论:①CCK-8法及细胞活死染色实验显示载淫羊藿苷缓释微球的三维支架能促进骨髓间充质干细胞增殖,细胞活性增加,以10μmol/L淫羊藿苷组效果最佳(P<0.05);②茜素红染色、碱性磷酸酶染色结果显示10μmol/L淫羊藿苷组矿化结节、成骨分化能力高于对照组(P<0.05);③Western bolt显示淫羊藿苷促进了Ⅰ型胶原、骨钙素、Runt相关转录因子2、血管内皮生长因子蛋白表达,其中以10μmol/L淫羊藿苷组上调显著(P<0.05)。结果显示,10μmol/L淫羊藿苷为最佳载药缓释浓度。 展开更多
关键词 三维支架 淫羊藿苷 缓释微球 骨髓间充质干细胞 细胞增殖 成骨分化
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3D打印甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖支架:抗菌、力学性能及细胞相容性评价
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作者 李梁 杨翰 +2 位作者 索海瑞 关路 王振林 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第14期3636-3642,共7页
背景:3D打印是制造组织工程支架的重要手段,但如何提高支架的抗菌性是目前研究中容易忽略的重要环节。目的:采用3D打印构建甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖抗菌组织工程支架,评估支架的抗菌性能、力学性能和细胞相容性。方法:将不同浓度的甲... 背景:3D打印是制造组织工程支架的重要手段,但如何提高支架的抗菌性是目前研究中容易忽略的重要环节。目的:采用3D打印构建甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖抗菌组织工程支架,评估支架的抗菌性能、力学性能和细胞相容性。方法:将不同浓度的甲基丙烯酸酯化明胶(3%-15%)与壳聚糖(0%-5%)混合制备甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖复合生物墨水,在常温下测试生物墨水的3D打印性,选择适宜的生物墨水进行后续实验。将10%甲基丙烯酸酯化明胶分别与不同浓度(0%,1%,3%,5%)壳聚糖混合作为生物墨水,3D打印甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖支架,分别记为G10、G10C1、G10C3、G10C5,检测4种生物墨水与4种支架对大肠杆菌生长的作用,检测4种支架的抗压强度与压缩模量。将小鼠胚胎成纤维细胞NIH3T3分别接种于4种支架表面,培养3 d后进行活死染色,观察细胞活性。结果与结论:①纯甲基丙烯酸酯化明胶的打印区间在7%-13%之间,壳聚糖的加入使甲基丙烯酸酯化明胶的打印区间向低浓度扩展,最低可至4%;高浓度甲基丙烯酸酯化明胶中加入壳聚糖会使其黏度增加而挤出困难,最终确定甲基丙烯酸酯化明胶浓度10%甲基丙烯酸酯化明胶分别与0%,1%,3%,5%壳聚糖混合作为生物墨水。②随着壳聚糖浓度的增加,生物墨水与3D打印支架的抗菌性均增强,3D打印支架的抗压强度与压缩模量均升高,3D打印支架上的NIH3T3细胞活性呈先增长后降低的趋势,其中G10C3支架上的细胞活性最好。③结果表明,通过调节壳聚糖的浓度、结合3D打印技术可以具备优异抗菌性能、力学性能及细胞相容性的甲基丙烯酸酯化明胶/壳聚糖组织工程支架。 展开更多
关键词 3D打印 组织工程支架 甲基丙烯酸酯化明胶 壳聚糖 抗菌性 工程化骨材料
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3D打印生物可吸收聚酯支架用于骨再生治疗
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作者 唐浩 钟倩 +3 位作者 吴洪瀚 吴恒鹏 吴兴凯 瓦庆德 《中国组织工程研究》 北大核心 2026年第20期5304-5311,共8页
背景:以聚乳酸、聚己内酯为代表的可降解聚酯基材料兼具可控降解性、优异力学性能及生物相容性,成为骨再生领域的研究焦点,然而,这些材料的固有疏水性、降解副产物的酸性微环境以及与传统骨修复需求的适配性仍需进一步优化。目的:系统... 背景:以聚乳酸、聚己内酯为代表的可降解聚酯基材料兼具可控降解性、优异力学性能及生物相容性,成为骨再生领域的研究焦点,然而,这些材料的固有疏水性、降解副产物的酸性微环境以及与传统骨修复需求的适配性仍需进一步优化。目的:系统探讨聚酯基材料的理化特性与3D打印技术的工艺适配性,阐明支架孔隙调控、生物活性因子负载及降解-再生协同机制,综合评述当前技术瓶颈及临床转化障碍。方法:以“Printing,Three-Dimensional,3D printing,Three-dimensional printing,Additive manufacturing,Bioprinting,Biocompatible Materials,Absorbable Implants,Polyesters,bioabsorbable,bioresorbable,biodegradable,resorbable,polyester,PLA,polylactic acid,PGA,polyglycolic acid,PCL,polycaprolactone,Bone Regeneration,Bone and Bones,Bone Tissue Engineering,bone regeneration,bone repair,osseous regeneration,bone defect,fracture healing,osteogenesis,Tissue Scaffolds,scaffold,3D scaffold”为英文检索词,以“打印,三维,3D打印,三维打印,增材制造,生物打印,生物相容性材料,可吸收植入物,聚酯,生物可吸收,生物可降解,可再吸收,聚酯,PLA,聚乳酸,PGA,聚乙醇酸,PCL,聚己内酯,骨再生,骨骼与骨,骨组织工程,骨修复,骨性再生,骨缺损,骨折愈合,成骨,组织支架,支架,3D支架”为中文检索词,检索PubMed、中国知网及万方数据库中的相关文献,最终纳入71篇文献进行综述。结果与结论:3D打印聚酯支架凭借个性化结构设计、多级孔隙仿生构建及精准生物功能负载等优势,在骨修复领域展现出显著潜力。然而,材料疏水性导致的细胞黏附受限、降解产物的局部炎症风险以及打印精度对微血管结构的仿生限制,仍是亟待突破的关键瓶颈。未来的研究需整合材料改性(如分子质量梯度调控、拓扑优化)、智能化打印技术(如4D响应材料)与标准化临床评价体系,以推进功能化骨再生支架的临床转化。 展开更多
关键词 3D打印 生物可吸收聚酯 骨再生 骨缺损修复 聚乳酸 聚己内酯 熔融沉积成型 仿生支架 临床转化
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生物活性支架在骨质疏松性骨缺损修复再生中的研究进展
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作者 吴元刚 孙凯博 +1 位作者 曾羿 沈彬 《中国修复重建外科杂志》 北大核心 2025年第1期100-105,共6页
目的对生物活性支架在骨质疏松性骨缺损修复再生的研究进展进行综述。方法查阅近年关于生物活性支架用于骨质疏松性骨缺损修复的相关文献,总结生物活性支架类型及其修复方法。结果生物活性支架为骨质疏松性骨缺损修复提供了新策略,包括... 目的对生物活性支架在骨质疏松性骨缺损修复再生的研究进展进行综述。方法查阅近年关于生物活性支架用于骨质疏松性骨缺损修复的相关文献,总结生物活性支架类型及其修复方法。结果生物活性支架为骨质疏松性骨缺损修复提供了新策略,包括磷酸钙陶瓷支架、水凝胶支架、3D打印生物支架、金属支架、聚合物支架和骨类器官等,均表现出良好的骨修复促进作用。然而,在骨质疏松症病理骨微环境中,单一材料支架在促进骨再生方面的能力有限。因此,生物活性支架的设计需综合考虑材料的生物相容性、机械性能、生物活性、骨传导性和成骨诱导性。此外,通过物理、化学表面修饰与先进生物技术手段有助于改善成骨微环境,促进成骨细胞的分化。结论随着科技的进步,3D生物打印、骨类器官等技术与先进生物技术的协同应用,有望为骨质疏松性骨缺损的修复与再生提供更高效的生物活性支架。 展开更多
关键词 骨质疏松 骨缺损 生物活性支架 再生医学 成骨分化 生物技术
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负载纳米钽的液晶显示光固化聚乳酸支架制备及促成骨性能
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作者 李明哲 叶翔凌 +1 位作者 王冰 余翔 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第4期670-677,共8页
背景:聚乳酸因具有良好的生物相容性和可控的降解速率在生物医学工程中得到了广泛应用,然而存在机械强度低和生物活性不足等缺陷,限制了其在骨组织工程中的进一步应用。目的:构建聚乳酸/聚多巴胺/钽(PLA/PDA/Ta)骨组织工程支架,探究其... 背景:聚乳酸因具有良好的生物相容性和可控的降解速率在生物医学工程中得到了广泛应用,然而存在机械强度低和生物活性不足等缺陷,限制了其在骨组织工程中的进一步应用。目的:构建聚乳酸/聚多巴胺/钽(PLA/PDA/Ta)骨组织工程支架,探究其生物安全性和体外促成骨性能。方法:利用液晶显示光固化技术制备具有多孔结构的聚乳酸(PLA)支架,将PLA支架分别浸泡在多巴胺溶液与多巴胺-纳米钽混合溶液中分别制备聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA)支架、PLA/PDA/Ta支架,表征支架的微观形貌与水接触角。将MC3T3-E1细胞分别与PLA、PLA/PDA、PLA/PDA/Ta支架共培养,进行CCK-8检测与活/死细胞染色;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶、茜素红染色及成骨基因检测。结果与结论:①扫描电镜下可见3种支架均具有互连的多孔三维结构,平均孔径为200μm;PLA/PDA/Ta支架的水接触角低于PLA、PLA/PDA支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞的增殖(P<0.05);活/死细胞染色显示3组细胞增殖良好;③碱性磷酸酶与茜素红染色显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞碱性磷酸酶的表达与矿化结节形成;RT-qPCR检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞骨形态发生蛋白、Runx-2及Ⅰ型胶原mRNA的表达(P<0.05,P<0.01);④结果表明,PLA/PDA/Ta支架具有优异的促细胞增殖与成骨活性。 展开更多
关键词 液晶显示光固化打印 聚乳酸 聚多巴胺 纳米钽 MC3T3-E1细胞 骨组织工程支架
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规则多孔晶体支架对骨生长影响的仿真研究
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作者 门玉涛 魏乐乐 +2 位作者 胡白冰 郝溥俊 张春秋 《生物医学工程学杂志》 北大核心 2025年第4期808-816,共9页
评估多孔支架的植入效果,除了要考虑多孔支架的力学性能,还要考虑多孔支架的生物性能。由于生物实验成本高、周期长、可重复性低,因此作为虚拟替代的仿真实验正成为一种高效的评估手段广泛应用。本文基于有限元分析软件的二次开发环境,... 评估多孔支架的植入效果,除了要考虑多孔支架的力学性能,还要考虑多孔支架的生物性能。由于生物实验成本高、周期长、可重复性低,因此作为虚拟替代的仿真实验正成为一种高效的评估手段广泛应用。本文基于有限元分析软件的二次开发环境,引入骨的应变能密度生长准则,仿真分析在循环压缩载荷刺激下四种不同晶体多孔支架促进细胞增长的情况,评估晶体支架的生物性能。计算结果显示,在骨生长初期,各组支架骨组织生长情况差异不明显。随着骨生长的进行,孔隙率为70%、孔径为900μm的多孔支架骨生长情况明显优于其他对比孔隙率组和其他对比孔径组。本研究结果表明,孔隙率为70%、孔径为900μm的支架最有利于骨组织生长,可作为骨修复材料的最佳结构参数。综上,本文方法以可视化仿真分析的手段,预先评估多孔支架促进骨生长的能力,以期为植入支架的优化设计和临床应用提供可靠的数据支持。 展开更多
关键词 骨生长 晶体多孔支架 二次开发 孔隙率 孔径
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骨组织工程中传统与仿生支架结构设计的差异 被引量:2
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作者 赵越 许燕 +4 位作者 周建平 张旭婧 陈宇彤 靳正阳 印治涛 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第16期3458-3468,共11页
背景:多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用,其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点。目的:综述传统支架(规则、均匀的支架)和仿生支架(不规则、不均匀的支架)在骨组织工程研究领域的应用。方法:检索中... 背景:多孔支架作为新骨生长的临时基质在骨修复过程中起着关键作用,其中多孔支架的结构设计是骨修复过程中的研究重点。目的:综述传统支架(规则、均匀的支架)和仿生支架(不规则、不均匀的支架)在骨组织工程研究领域的应用。方法:检索中国知网(CNKI)、维普、万方、Web of Science、Science Direct、PubMed、EI等数据库,选取2008年1月至2024年3月发表的文献,中文检索词为“骨组织工程,仿生支架,骨小梁,传统支架,骨修复,三周期极小曲面”,英文检索词为“bone tissue engineering,bionic scaffolds,bone trabeculae,traditional scaffolds,bone repair,TPMS”。最终纳入81篇文献进行综述。结果与结论:骨支架的结构设计是实现骨修复和骨再生的关键,骨组织工程中的支架技术已取得显著进展。传统的规则多孔支架因简单的制造流程和良好的机械性能被广泛应用,然而这类支架往往缺乏生物活性,难以模拟自然骨组织的复杂微环境,限制了其在促进细胞增殖和骨再生方面的能力。相反,仿生支架通过模拟自然骨组织的结构特征,提供了更适宜的生理微环境,促进了成骨细胞的增殖、分化及新骨的形成,为骨缺损有效治疗提供了新的思路。尽管仿生支架在理论上具有巨大的潜力,但在实际应用中仍面临诸多挑战,支架的生物相容性、生物活性及长期稳定性等因素仍需通过临床试验进行进一步验证。 展开更多
关键词 骨组织工程 仿生支架 骨小梁 传统支架 骨修复 三周期极小曲面 拓扑优化 结构设计 单胞阵列
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3D打印人工骨支架结合带血管蒂组织瓣移植修复大段骨缺损的研究进展 被引量:3
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作者 段其达 邵鸿运 +4 位作者 骆宁 王富洋 程亮亮 应嘉蔚 赵德伟 《中国修复重建外科杂志》 北大核心 2025年第5期639-646,共8页
目的综述近年来3D打印技术结合带血管蒂组织瓣移植修复大段骨缺损的研究进展。方法广泛查阅相关文献,总结采用3D打印技术应用不同生物材料构建人工骨支架及其与不同带血管蒂组织瓣结合修复大段骨缺损的方法和效果。结果3D打印人工骨支... 目的综述近年来3D打印技术结合带血管蒂组织瓣移植修复大段骨缺损的研究进展。方法广泛查阅相关文献,总结采用3D打印技术应用不同生物材料构建人工骨支架及其与不同带血管蒂组织瓣结合修复大段骨缺损的方法和效果。结果3D打印人工骨支架结合不同带血管蒂组织瓣为大段骨缺损修复提供了新策略。3D打印人工骨支架包括3D打印高分子支架、生物陶瓷支架和金属支架等,这些不同材料的支架结合带血管蒂的网膜瓣、筋膜瓣、骨膜瓣、肌瓣和骨瓣后,为无机的人工骨支架提供血液供应,支架植入缺损处后,不仅能实现骨缺损区的结构填充与力学支撑,还可促进成骨与血管再生。同时,3D打印支架材料的机械性能、多孔结构及生物相容性是影响其促成骨效率的关键因素。此外,通过支架负载成骨细胞、生长因子等活性成分,可协同增强骨缺损愈合与血管化进程。结论3D打印人工骨支架结合带血管蒂组织瓣移植修复大段骨缺损,将材料学技术与外科治疗手段结合,大幅提升了大段骨缺损修复的临床治疗效果。 展开更多
关键词 大段骨缺损 3D打印 人工骨支架 带血管蒂组织瓣移植 生物材料
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中药有效成分结合骨组织工程材料用于骨修复 被引量:1
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作者 吴尧昆 刘成林 +6 位作者 付佳豪 宋伟 陈浩 席洪钟 刘锌 杜斌 孙光权 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2025年第10期2141-2150,共10页
背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜... 背景:如何修复骨缺损一直以来是临床难题,中药有效成分在骨修复方面具有良好的生物活性与治疗效果,将中药有效成分与组织工程材料相结合在骨修复领域具有广阔的前景。不同中药有效成分与支架的组合在作用关系方面具有相似之处。目的:搜集常见的中药有效成分与支架材料组合的案例,基于七情配伍的启发将组织工程支架与中药有效成分类比为产生配伍关系的两类中药,以二者的作用关系为纲进行归纳总结。方法:检索1998年1月至2024年1月Pub Med和中国知网数据库中发表的相关文献,英文检索词:“traditional Chinese medicine,Chinese medicine,traditional Chinese medicine monomers,bone defect,bone repair,bone tissue engineering,tissue engineering,scaffold”,中文检索词:“中药,中药有效成分,中药单体,骨组织工程,骨组织工程支架,支架,组织工程,骨缺损,骨修复”,最终纳入88篇文献进行综述分析。结果与结论:(1)组织工程支架材料与中药有效成分各自均在骨修复领域有广泛的运用,二者在成骨方面优势明显但仍有许多缺陷,许多研究致力于将二者制备成复合材料,希望通过二者间的相互作用发挥减毒增效作用。(2)一些药物与材料在成骨、抗菌、促血管生成方面能互相促进,增强原有的效果,受到传统方剂配伍观念的启发,文章将其归纳为“相须”关系,并举实例佐证。(3)一些药物能提高材料的强度,而某些材料能对负载于其上的药物实现缓释控释效果、增加载药量与稳定性,或是进行靶向递送,文章将这种单方面的提升效果归纳为“相使”关系。(4)一些中药与材料搭配使用能减少对方的毒副反应,文章将这种减毒关系归纳为“相畏相杀”。(5)文章得出了一个由七情配伍关系启发、基于作用关系分类的关于中药复合支架的全新视角,将中药传统观念引入组织工程领域,为后续复合支架的研究者提供新的研究思路,并在选材搭配方面提供一定的便利。 展开更多
关键词 七情配伍 中药有效成分 中药单体 骨组织工程材料 支架 骨缺损 骨修复 减毒增效
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3D打印干骺端骨修复支架的生物力学优化设计 被引量:3
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作者 武琦 李小康 +4 位作者 汤臻 郑增辉 曹朋飞 徐峰 郭征 《医用生物力学》 北大核心 2025年第2期477-484,共8页
恶性骨肿瘤手术切除常导致下肢长骨干骺端骨缺损。干骺端的形态异型性是传统治疗方法难以匹配目标缺损区域的原因。3D打印钛金属骨修复支架因其能够实现良好的外形匹配并提供足够的力学支撑,成为目前临床上有效的干骺端骨缺损治疗手段,... 恶性骨肿瘤手术切除常导致下肢长骨干骺端骨缺损。干骺端的形态异型性是传统治疗方法难以匹配目标缺损区域的原因。3D打印钛金属骨修复支架因其能够实现良好的外形匹配并提供足够的力学支撑,成为目前临床上有效的干骺端骨缺损治疗手段,然而现有常用骨支架难以精准匹配骨缺损部位生物力学环境,导致支架内部骨长入并不理想,术后假体松动断裂时有报道。骨作为一种高度力学敏感的器官,其命运受力学信号调节。因此,从生物力学角度出发进行骨支架设计以实现骨修复支架与骨缺损部位的力学适配,是影响骨缺损重建成败的关键因素。本文主要介绍干骺端骨缺损修复力学影响因素及与骨生物力学适配3D打印钛金属骨修复支架设计的研究进展,为骨支架的生物力学优化设计提供理论参考。 展开更多
关键词 骨生物力学 干骺端 骨修复 多孔支架 梯度设计
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