近年来,基因治疗已成为视神经损伤 (ONI) 的重要治疗方法,并在动物模型中取得了长足进步。ONI 的特征是视网膜神经节细胞 (RGC) 和轴突的丧失,可引起瞳孔对光反射异常、视野缺损甚至视力丧失。由于眼睛具有很高的可及性和一定的免疫特权,因此是基因治疗的天然靶器官。因此,正在进行许多基因治疗试验,以治疗青光眼等眼部疾病。本综述旨在介绍 ONI 基因治疗的研究进展。具体来说,我们关注基因治疗在阻止神经退行性疾病进展和保护 RGC 和轴突方面的潜力。我们涵盖了基因治疗的基本信息,包括基因治疗的分类,特别关注基因组编辑治疗,然后介绍常见的编辑工具和载体工具,如成簇的规律间隔的短回文重复序列 (CRISPR) -Cas9 和腺相关病毒 (AAV)。我们还总结了脑源性神经营养因子 (BDNF)、睫状神经营养因子 (CNTF)、磷酸酶张力蛋白同源物 (PTEN)、细胞因子信号转导抑制因子 3 (SOCS3)、组蛋白乙酰转移酶 (HAT) 和其他重要分子在视神经保护中的作用的进展。然而,基因治疗仍面临许多挑战,例如错位和突变、AAV 的免疫原性、所需时间和经济成本,这意味着在考虑进行临床试验之前需要解决这些问题。
镁合金具有生物相容性和可生物降解性,并能促进骨长入,使其成为未来治疗大面积骨缺损时替代自体和同种异体移植的理想候选材料。这些合金的粉末床熔合 - 激光束 (PBF-LB) 增材制造将进一步允许生产针对骨移植进行优化的复杂结构。然而,通过 PBF-LB 加工的结构的腐蚀率仍然太高。更好地了解 PBF-LB 期间产生的微观结构对腐蚀性能的影响被认为是其未来在植入物中应用的关键。在本研究中,研究了 PBF-LB 加工和随后的热等静压 (HIP) 对不同样品方向的微观结构和织构的影响,并将其与 Mg-Y-Nd-Zr 合金的腐蚀行为联系起来。将结果与挤压的 Mg-Y-Nd-Zr 合金进行了比较。与挤压材料相比,PBF-LB 加工材料的二次相数量越多,其局部腐蚀速率就越高。由于二次相的生长,HIP 之后的腐蚀速率进一步增加。此外,在 PBF-LB 材料中观察到了强烈的纹理,而在 HIP 材料中这种纹理也得到了增强。虽然这会影响通过动电位极化测试测得的电化学活性,但在长期质量变化和氢释放测试中,任何纹理效应似乎都被二次相的贡献所掩盖。未来的工作应该进一步研究各个工艺参数对材料微观结构和由此产生的腐蚀行为的影响,以进一步阐明其相互依赖性。
治疗大骨缺损仍然是没有完美解决方案的临床挑战,这主要是由于合适的骨植入物无法获得。添加性生产(AM)可吸收的多孔金属提供了无与伦比的机会,以实现对骨可能性植入物的挑战性要求。首先,可以定制这种植入物的多尺度几何形状,以模仿人骨的微体系结构和机械性能。相互联系的多孔结构还增加了表面积,以促进骨细胞的粘附和增殖。最后,它们的吸收特性是可以调节的,可以在整个骨骼愈合过程中维持植入物的结构完整性,从而确保在需要时确保舒适的负载,并在完成工作后完全分解。这种特性的组合为完整的骨再生和重塑铺平了道路。在开发理想的多孔可吸收金属植入物时,彻底表征生物降解行为,机械性能和骨再生能力很重要。我们回顾了由选择性激光熔化(SLM)生产的可吸收多孔金属的最新,重点是几何设计,材料类型,加工和后处理。后一个方面对吸收行为,由此产生的机械性能和细胞相容性的影响也将被讨论。与其坚固的惰性对应物相比,AM可吸收多孔金属(APM)显示出许多独特的特性,并具有巨大的潜力,以进一步优化其应用特异性性能,这是由于其灵活的几何设计。我们进一步强调了为将来的骨科解决方案采用AM APM时面临的挑战。
背景:乳牙过早脱落是儿童牙科的常见问题,导致牙弓完整性被破坏。因此,用于维持空间的间隙保持器 (SM) 是必需的。然而,目前制作可拆卸间隙保持器 (RSM) 的方法存在一些局限性。方法:利用扫描技术结合激光医学图像重建获得牙列缺损的数字模型。使用 3Shape 软件设计数字 RSM。它们使用两种方法制造:聚醚醚酮 (PEEK) 和传统方法(每组 20 个 RSM)。对于定性评估,10 位专家使用 Likert 五点量表对 40 个 RSM 进行评分。用硅胶替换 RSM 组织表面和模型之间的间隙,并测量最大和平均距离以及标准差。使用三维变异分析来测量这些空间。使用学生 t 检验和 Satterthwaite t 检验来比较不同材料的空间差异。结果:PEEK RSMs与模型拟合度较好,定性评估中,PEEK组和常规组的专家平均评分分别为1.80±0.40和1.82±0.40,两组间差异无统计学意义(p=0.875);定量评估中,PEEK数字RSMs和常规RSMs的平均间距分别为44.32±1.75μm和137.36±18.63μm,两组间差异有统计学意义(p<0.001),且两组间的最大间距和标准差均有显著差异。
血小板衍生的生长因子Bb(PDGF-BB)/血小板衍生的生长因子受体β(PDGFR-β)途径通常被视为促进骨生成的重要途径;但是,最近的研究表明,其在成骨中的作用是有争议的。关于该途径在骨骼愈合的3个阶段的差异功能,我们假设对PDGF-BB/ PDGFR-β途径的时间抑制可能会改变骨骼干细胞和祖细胞的增殖/分化平衡,向成骨谱系的增殖/分化平衡,从而改善了骨骼骨骼的改善。我们首先验证了在成骨诱导后期抑制PDGFR-β可以有效增强对成骨细胞的分化。当通过生物材料介导的临界骨缺损愈合的后期,当PDGFR-β途径阻断PDGFR-β途径时,在体内也复制了这种作用。此外,我们发现这种PDGFR-β抑制剂引起的骨骼愈合在腹膜内进行管理时也没有脚手架植入,也是有效的。从机械上讲,及时抑制PDGFR-β的细胞外调节蛋白激酶1/2途径,通过上调SMAD诱导骨生成的Smad相关产物,将骨骼茎和祖细胞的增殖/分化平衡转移到骨生成的产物中。这项研究提供了对PDGFR-β途径使用的最新了解,并在骨修复领域提供了新的洞察作用途径和新型的治疗方法。
心血管疾病(CVD)是世界上最常见的疾病之一,具有高致病性和高死亡率的特点(Vong等,2018;Wang等,2022a;Qian等,2021)。CVD的临床治疗主要包括三种方式:药物治疗,这是最广泛的治疗方式,也是CVD治疗的基础;介入治疗,包括射频消融和心脏起搏治疗;外科治疗,包括搭桥治疗和心血管移植(Abdelsayed等,2022;Lunyera等,2023;Krahn等,2018)。血管移植主要用于恢复或建立新的血流通路,以维持或改善组织或器官某个区域的血液循环,例如因创伤或切除导致血管段缺损,或动脉栓塞或淋巴阻塞而需要“搭桥”形成循环系统的情况(Xing et al.,2021;Zhao et al.,2023)。血管移植要求供应血管具有与受体血管相同的外径和足够的长度。移植物也面临供区血液循环受损(缺血或淤滞)等问题。因此,迫切需要高性能的人工血管移植来替代自体血管进行血流重建。目前小口径人工血管(<6 mm)主要用于冠状动脉搭桥术、外周血管搭桥术、血管创伤(缺损≥2 cm)、血液透析的组织血管通路、器官功能恢复等(Asakura等,2019;Wang等,2021;Wu等,2018),但人工血管移植可导致吻合口血栓形成、内皮增生等严重并发症,影响管腔通畅性(Oliveira等,2020;Teebken和Haverich,2002;Zhuang等,2020)。此外,目前的人工血管支架虽然具备一定的力学性能和生物相容性或能提供血管再生所需的生化信号,但在模拟天然血管的结构和功能方面还存在明显的不足,现有的支架往往不能充分模拟天然血管网络的拓扑结构,并会诱导细胞爬行,从而影响血管支架在临床应用中的效果(Liang等,2016;Cheng等,2022)。因此,为提高小口径人工血管的通畅性,通过材料选择、表面改性等提高生物相容性/内皮化/力学性能成为重点研究方向。静电纺丝技术可以制备具有高比表面积和孔隙率的微/纳米纤维,可以模拟细胞外基质,促进细胞黏附、增殖和分化,为细胞提供良好的生长环境。该接收装置的设计可以制备不同直径的管状结构,是制备小直径人工血管支架的理想方法(姚等,2022;郭等,2023;宋等,2023;王等,2022b)。特别是利用该技术制备的血管支架可以负载生物因子,提高血管支架的生物相容性,促进血管快速内皮化。虽然目前的人工血管支架已经具备一定的力学性能、生物相容性或能提供血管再生所需的生化信号,但如何结合现有支架的优势,将生物因子负载于血管内,实现血管再生,是当前血管支架研究的热点。
1. Glenske K、Donkiewicz P、Köwitsch A 等人。金属在骨再生中的应用。Int J Mol Sci。2018;19(3):1-32。2. Smeets R、Precht C、Hahn M 等人。含银聚硅氧烷涂层钛种植体的生物相容性和骨整合:猪体内模型。Int J Oral Maxillofac Implants。2017;32(6):1338-1345。3. Witte F。可生物降解镁种植体的历史:综述。Acta Biomater。2010;6(5):1680-1692。4. Triantafyllidis GK、Kazantzis AV、Karageorgiou KT。不锈钢 316L 骨科板植入物因交替出现疲劳和解理退相干而过早断裂。工程失效分析。2007;14(7):1346-1350。5. Amel-Farzad H、Peivandi MT、Yusof-Sani SMR。不锈钢骨科植入物体内腐蚀疲劳失效及多种不同损伤机制。工程失效分析。2007;14(7):1205-1217。6. Singh Raman RK、Jafari S、Harandi SE。镁合金在生物植入物应用中的腐蚀疲劳断裂:综述。工程断裂力学。2015;137:97-108。7. Maksimkin AV、Senatov FS、Anisimova N 等人。用于骨缺损置换的多层多孔超高分子量聚乙烯支架。Mater Sci Eng C。2017;73:366-372。8. Senatov FS、Kopylov AN、Anisimova N、Kiselevsky MV、Maksimkin AV。基于超高分子量聚乙烯的纳米复合材料作为受损软骨的替代材料。Mater Sci Eng C。2015;48:566-571。9. Senatov FS、Gorshenkov MV、Tcherdyntsev VV 等人。基于超高分子量聚乙烯的生物相容性聚合物复合材料用于软骨缺损置换的可能性。J Alloys Compd。2014;586:544-547。10. Kurtz S 编辑。超高分子量聚乙烯生物材料手册 – 全关节置换和医疗器械中的超高分子量聚乙烯。第三版。阿姆斯特丹:Elsevier Inc.;2016。11. Brach Del Prever EM、Bistolfi A、Bracco P、Costa l。UHMWPE 用于关节置换术 - 过去还是未来?J Orthop Traumatol。2009;10(1): 1-8。12. Senatov FS、Niaza KV、Salimon AI、Maksimkin AV、Kaloshkin SD。模拟骨小梁组织的结构化 UHMWPE。Mater Today Commun。2018;14:124-127。13. Braun S、Sonntag R、Schroeder S 等人。髋臼置换术的背面磨损。Acta Biomater。2019;83:467-476。14. Cowie RM、Briscoe A、Fisher J、Jennings LM。 UHMWPE-on-PEEK OPTIMA 的磨损和摩擦。J Mech Behav Biomed Mater。2019;89: 65-71。15. Abdelgaied A、Fisher J、Jennings LM。全膝关节置换术临床前磨损模拟的综合实验和计算框架。J Mech Behav Biomed Mater。2018;78:282-291。16. Zeman J、Ranusa M、Vrbka M、Gallo J、Krupka I、Hartl M。全髋关节置换术生命周期磨合期 UHMWPE 髋臼杯蠕变变形。J Mech Behav Biomed Mater。2018;87:30-39。
血友病B是一种罕见的遗传出血疾病,是由于缺失或不足的血液凝血固定而导致的,这是产生血凝块以停止出血所需的蛋白质。原因是由于F9基因的突变引起的。症状可能包括受伤,手术或牙科手术后的长时间或重血;在严重的情况下,出血发作可能会自发发生而没有明显的原因。长时间出血发作会导致严重的并发症,例如将关节,肌肉或内部器官(包括大脑)出血。血友病B被归类为轻度,中度或重度。•患有轻度血友病的个体具有IX因子水平在正常的5%至40%之间•中度血友病的患者的因子水平从1%到5%•患有严重血友病的患者的因子水平小于正常的1%,大约2/3的血友病B患者患有适度或严重的病情。诊断通常是在严重(≤2岁)或中度(<5-6岁)的患者中,与通常在生活后期或成年期被诊断出的那些患者相比。食品和药物管理(FDA)批准的指示:Hemgenix(Etranacogene dezaparvovec-DRLB)是一种基于腺相关的基于腺相关的病毒载体媒介治疗,用于治疗成人成人B的成年人B(先天性IX缺损)(先天性IX IX缺陷)WHO:•目前使用IX IX IX ix ix ix-Hostaigh或Hirsive a Apaigh或Hirsive a Privention A a ix hoseation-Hoshaxis therapis and aption-Hoshaxis治疗,或者•具有高潮治疗,或者是•有•先天性治疗,或者•具有高潮治疗,或者•重复,严重的自发出血情节
宽频段晶体中的抽象缺陷中心对它们在光电和传感器技术中的应用中的潜力引起了人们的兴趣。然而,众所周知,由于钻石,碳化硅或氧化铝的高度绝缘晶体中的缺陷,由于其较大的内部耐药性,因此很难电气兴奋。为了应对这一挑战,我们意识到了基于十六角硼(HBN)的碳中心的垂直隧道连接处令人兴奋的缺陷范式。通过Van der Waals技术的设备的合理设计使我们能够升高和控制与缺陷到波段和intradefect的电致发光有关的光学过程。对隧道事件的基本理解是基于HBN中的谐振缺损状态之间电子波函数振幅转移到石墨烯中金属状态的,这导致由于组成材料的不同条带结构而导致电子特性的巨大变化。在我们的设备中,通过隧道通路的电子衰变与辐射重组竞争,由于特征性隧道时间在屏障的厚度和结构上具有显着的敏感性,导致载体动力学的可调性程度。这使我们能够实现Intrade的过渡的高耐高率电激发,超过了几个数量级,因此在子兰段式方案中光激发的效率。这项工作代表了通用且可扩展的平台的显着进步,用于使用宽带间隙晶体中的缺陷中心的电动设备,其特性通过在设备工程水平上激活不同的隧道机制进行调制。
可视化人类大脑活动对于了解正常和异常的大脑功能至关重要。目前可用的神经活动记录方法具有高度侵入性、灵敏度低,并且不能在手术室外进行。功能性超声成像 (fUSI) 是一种新兴技术,可提供灵敏、大规模、高分辨率的神经成像;然而,fUSI 无法通过成年人头骨进行。在这里,我们使用聚合物头骨替代材料创建与 fUSI 兼容的声学窗口,以监测单个个体的成年人大脑活动。使用体外脑血管模型模拟脑血管系统和体内啮齿动物颅骨缺损模型,首先,我们通过不同厚度的聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 颅骨植入物或钛网植入物评估了 fUSI 信号强度和信噪比。我们发现,可以使用专用的 fUSI 脉冲序列通过 PMMA 植入物以高灵敏度记录大鼠大脑神经活动。然后,我们为一名在脑外伤后接受颅骨重建手术的成年患者设计了一种定制的超声透明颅窗植入物。我们表明,fUSI 可以在手术室外记录清醒人的大脑活动。在视频游戏“连点成线”任务中,我们展示了该个体任务调节皮质活动的映射和解码。在弹吉他任务中,我们绘制了其他特定于任务的皮质反应。我们的原理验证研究表明,fUSI 可用作高分辨率(200 μ m)功能成像方式,通过声学透明颅窗测量成年人的大脑活动。