宫颈的机械功能对正常妊娠过程至关重要.在正常妊娠期间,宫颈显著软化,顺应性增加,从而维持妊娠并允许成功分娩,异常的宫颈重塑被认为是导致自发性早产的原因之一.目前,自发性早产的预测手段十分有限,临床工作中最常应用的是经阴道超声测量宫颈管长度.随着生物工程的发展,其相关技术应用于科学研究并进一步在临床工作中进行实践成为可能.主要总结了电阻抗图谱、超声剪切波弹性成像、弥散张量成像、宫颈抽吸、拉曼光谱等生物工程原理技术在预测自发性早产、建立宫颈重塑模型中的应用,以及应用生物相容性水凝胶等新型材料在预防自发性早产发生中的探索.

目的 生物医学工程专业生物力学课程具有学科交叉性和前沿性等特点.然而目前该课程实验教学仍存在许多问题,例如:实验工具高度封装化,学生和教师都难以理解其具体的构造和原理;实验设计中教学与教师的科研方向偏离较远.以上问题极大地限制了学生们的创造力和动手能力,同时也制约了生物力学课程中对学生创新思维和学科交叉意识的培养功能.因此,生物力学课程的实验教学中急需针对以上问题进行改革.方法 本文基于对首都医科大学"生物力学A"课程实验教学的实践,提出了用科研反哺教学的方式改进生物力学课程的实验教学.具体而言,在传统生物力学实验课程内容的基础上,新增了两项由教师科研成果转化的实验内容,学生在实验课上能基于教师的科研前沿成果,理解和搭建生物力学测量装置,并用其进行生物力学参数的测量.结果 根据课后的反馈信息,科研反哺教学的改革思路不仅加深了学生对生物力学知识点的理解,提高了学生对生物力学课程的兴趣,锻炼了动手能力,还使学生对科学研究有了初步认识.结论 科研反哺教学的课程改革思路在首都医科大学"生物力学A"课程实验教学中的实践取得了良好效果,解决了目前生物力学实验课程中存在的普遍问题.该方式可为未来生物力学课程实验教学的改革提供参考.

牙周炎所致的牙周组织慢性进行性破坏是成人牙齿缺失的主要原因。传统牙周治疗虽可控制牙周炎症、延缓或阻止疾病进程，却不能使缺失的牙周组织获得良好的再生。以引导性牙周组织再生、牙周骨移植技术为代表的再生治疗策略，虽可有效减小牙周骨下袋深度，一定程度上恢复患牙牙周稳态，却面临再生能力有限、可预见性差的困境，特别是在恢复牙周组织的生理结构和功能上，远未达到临床所期望的目标。利用组织工程的原理、技术和方法促进牙周组织再生的尝试，在动物实验中已取得令人振奋的结果，但临床转化中却面临巨大的困难和挑战。诱导机体自身干细胞归巢，实现牙周组织内源性再生，可避免细胞培养和移植等复杂程序，有望加速牙周组织再生新技术、新方法临床转化的进程。由于口腔微环境和牙周局部条件的影响，牙周组织再生的生物学基础差，探索切实有效的再生策略，挽救、守护天然牙，在今后很长一段时间里，都将是牙周病学基础和临床研究领域关注的难题，任重而道远。

釉基质蛋白（enamel matrix proteins，EMP）在牙骨质形成前沉积在发育中的牙根表面，并可能在牙骨质形成中发挥作用，釉原蛋白（amelogenins，Am）是EMP中的主要组分和活性成分。研究显示EMP在牙周组织再生治疗等领域具有重要的应用价值。EMP可通过影响生长因子和炎症因子的表达，作用于各类牙周组织再生相关细胞，发挥促进血管形成、抗炎抑菌和加速组织愈合等功能，从而达到牙周组织再生的临床效果（新生牙骨质、牙槽骨并有牙周膜功能性穿通）。单独使用EMP或EMP联合植骨材料或屏障膜，可用于骨内缺损、上颌颊侧和下颌Ⅱ度根分叉病变的再生性手术治疗；EMP还可以辅助治疗退缩类型为1或2类的牙龈退缩，使暴露的根面重新获得真正的牙周组织再生。随着学界对EMP的牙周再生原理和当前临床应用的全面了解和认识，可进一步展望EMP未来的发展。采用生物工程技术开发重组的人Am以替代动物来源的EMP，研究EMP与其他胶原生物材料的联合应用，以及探讨在重度牙周软硬组织缺损和种植体周病变中EMP的具体应用方式，都是未来EMP相关研究的重要发展方向。

生物黏合剂通过形成有效的界面来减少创面渗出和帮助止血从而促进创面愈合。值得一提的是，现有组织黏合剂几乎参与了所有的创面修复手术。组织黏合剂的特性包括组织损伤小、感染概率低、使用便捷、创面闭合快等等。与其相比较，传统的创面封闭技术如缝合和订皮，往往存在潜在风险，如延长手术时间、加重炎症反应等。尽管组织黏合剂相关研究已经取得了巨大进步，但目前其性能仍然不够理想。加拿大曼尼托巴大学机械工程系邢孟秋教授课题组在《Burns & Trauma》发表综述《Bridging wounds: tissue adhesives' essential mechanisms, synthesis and characterization, bioinspired adhesives and future perspectives》，选择并总结了一些现有组织黏合剂的设计和合成方法，并对多种黏合剂进行了多方面比较。此外，作者对生物黏合剂的发展方向提出了展望，例如具备形状记忆功能、可重复使用、单向黏附性或可与穿戴电子设备集成的组织黏合剂等。

间充质干细胞在基因以及微环境的时空调控下可自发聚集形成致密化区域，这一现象称为间充质凝聚。间充质凝聚是跨物种保守的发育事件，对启动牙及全身器官的形态发生至关重要。间充质干细胞在培养中也具有自组装聚集能力，利用此特性构建干细胞聚合体以模拟发育性间充质凝聚已成为一种具有应用前景的再生医学手段。本文讨论间充质凝聚的原理及其在牙形态发生中的作用与机制，并总结干细胞聚合体的工程化构建策略及应用于牙再生领域的实践经验，旨在从“发育指导再生”的理念出发，为理解干细胞发育生物学和建立新的器官再生策略提供参考。

目的:通过多喷头3D生物打印机制作软骨支架，按压配方式将支架植入关节软骨缺损区，修复动物模型的关节软骨缺损并观察效果。方法:在软骨细胞外基质（extracellular matrix，ECM）中加入适量的丝素蛋白（silk fibrion，SF），并加入交联剂聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）和骨髓间充质干细胞（bone mesenchymal stem cells，BMSCs）来配制生物墨水；用流变仪评估生物墨水的流变性能；使用傅立叶红外变换光谱鉴定生物墨水的蛋白质二级结构；利用装载有软骨生物墨水的加压喷头，打印厚2 mm，直径6 mm的组织工程支架；使用拉力机测量了组织工程支架的压缩模量；通过干失重法评估各个支架降解速率；CCK8及活死细胞染色评价支架上细胞的活力及增殖情况；实时荧光定量PCR评估体外培养28 d后支架上细胞软骨分化情况；按照自体软骨移植术的方式通过压配原理将支架嵌入动物关节软骨缺损区修复关节软骨缺损；用组织学染色及生化检测鉴定3个月后软骨修复效果。结果:生物墨水均表现出剪切稀化的流动特性。含有丝素蛋白的生物墨水酰胺Ⅰ区吸收峰移至1 623~1 627 cm -1处。随着丝素蛋白含量增加，生物墨水的机械强度和降解性能提高，10%和15%打印支架等压缩模量分别达到（19.96±5.66）kpa和（26.87±10.68）kpa。各个生物墨水均无细胞明显细胞毒性。实时定量PCR表明，当丝素蛋白的含量达到10%~15%时，组织块中的骨髓间充质干细胞成软骨分化能力更强。体内研究：3个月后10%和15%的丝素蛋白生物支架sGAG/DNA含量分别为（0.25±0.01）μg/ng和（0.24±0.02）μg/ng，胶原/DNA含量分别为（17.71±0.83）ng/ng和（16.69±2.39）ng/ng，高浓度丝素蛋白打印的组织工程软骨能更好地修复关节软骨缺损。 结论:在含有10%和15%丝素蛋白生物墨水的3D生物打印支架中，骨髓间充质干细胞的软骨分化和细胞外基质（胶原蛋白和糖胺聚糖）的分泌均优于其他两种支架。不同支架的干细胞成软骨分化能力和细胞外基质分泌的变化，以及对关节软骨缺损的修复效果是由于支架力学性能的差异所致，并可以通过改变丝素蛋白的浓度优化。

随着经济的发展、人们物质生活水平的提升，运动损伤、特别是关节软骨磨损的发病率较以前显著增加。鉴于软骨组织缺乏神经、淋巴及血液供给系统，软骨组织自我修复能力很弱。与传统3D打印技术相比，生物3D打印技术可以实现多种种子细胞在空间各异性的高密度负载及复杂活性微环境的构建。在骨与软骨缺损的治疗中，生物3D打印不仅可以克服自体骨与软骨来源不足的问题，而且还能解决传统人工骨软骨形状无法个性化匹配及生物活性不足等问题。鉴于此，本文根据国内外最新研究动态，主要综述了当前常用的生物3D打印机类型及不同的打印原理、生物3D打印的种子细胞及生物墨水，特别是软骨组织工程生物墨水的研发、骨和软骨组织工程中的熔融沉积成形技术及生物3D打印软骨组织生物反应器等，并在此基础上展望其未来的发展与研究方向，以期为软骨组织工程再生研究与软骨修复的临床转化提供参考。

由心肌缺血引起的心肌梗死会导致心肌细胞的丧失，随后梗死区被瘢痕组织代替，最后导致心力衰竭，但其治疗方法十分有限。目前，心肌补片是治疗心肌梗死的一种十分有前景的策略。其设计是根据工程学原理，将具有一定功能的种子细胞或生物活性物质与适宜的支架材料复合，构建出可用于移植、修复或替代自体心肌的生物材料。心肌补片的生物材料支架通常通过脱细胞基质、静电纺丝技术、3D生物打印、水凝胶、细胞补片等方法制备。主要对心肌补片的制备方法及其在心肌梗死中的应用进展进行综述。

近几十年来，骨组织工程在治疗大块骨缺损方面取得较大的进展，其中生物打印是最重要的技术之一。3D生物打印通过分层添加不同的材料，实现骨组织工程支架制造空间结构的精确控制，且以水凝胶类材料作为基础将细胞植入支架中，解决了细胞在支架内的均匀分布。然而，大多数用于3D生物打印的生物医学材料均为静态，不能随着身体内部环境的动态变化而改变。4D生物打印是将时间概念与3D生物打印相结合或者利用刺激响应材料在各种刺激下改变其形状的原理，用于制造动态三维模式的生物结构，为骨组织工程提供了前所未有的潜力。打印结构的形状记忆特性满足了个性化骨缺损修复的需要，而功能成熟程序促进了干细胞的成骨分化。通过总结近年来国内外生物打印用于组织工程的研究，综述了常用的3D生物打印方法、3D生物打印发展到4D生物打印技术中功能及形态转化的机制，并且介绍了生物打印在骨组织工程中治疗骨缺损的应用以及当前的挑战和未来的展望。