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:构建负载骨髓间充质干细胞(BMSCs)的明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂水凝胶膜板，研究其体外矿化性能及体内异位成骨能力。方法:从2周龄SD大鼠(SD大鼠均购自空军军医大学实验动物中心)骨髓中提取BMSCs并用流式细胞术鉴定，设置实验组T1、T2、T3水凝胶分别混合P3代BMSCs，终细胞浓度分别为1×10 8/L、1×10 9/L、1×10 10/L，对照组C不混合细胞。在1、3、7 d用钙黄绿素-AM/碘化丙锭染色检测细胞的存活率，7、14、21 d茜素红染色观察各组的矿化以及实时荧光定量聚合酶链反应检测成骨相关基因的表达。体内实验将4组水凝胶分别植入18只8周龄SD大鼠臀后侧肌袋内，术后1、2、4周取材，组织学观察成骨效果。两组数据组间比较采用 t检验，多组数据组间比较采用方差分析。 结果:流式鉴定细胞是BMSCs，并且在水凝胶中7 d存活率可达(92.43±0.73)%。体外培养14 d后实验组矿化结节的数量逐渐增多且T3[(211.33±17.16)个]高于T2[(56.67±7.64)个]和T1[(28.33±3.51)个]，差异有统计学意义( F＝239.234， P<0.05)，而对照组并无矿化结节的生成；7 d各组较高表达成骨相关转录因子基因而14 d高表达碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)基因。体内研究结果显示实验组2周开始形成软骨细胞囊泡、成骨细胞等，而对照组无成骨分化倾向。 结论:明胶/海藻酸钠/硅酸镁锂水凝胶具有良好的细胞相容性，可作为BMSCs三维培养的载体材料，复合水凝胶混合的BMSCs具有良好的矿化能力，在体内具有较好的异位成骨能力。

心肌梗死给人类健康带来严重威胁，可注射水凝胶可为梗死心肌区域提供机械支撑，还可负载药物、生物活性因子或细胞等，改善梗死微环境，诱导心肌组织再生，在治疗心肌梗死方面具有独特优势。海藻酸盐水凝胶以其类细胞外基质特性、易修饰和生物组织相容性良好等特点被广泛研究。主要综述了近年来处于实验室研究阶段的复合水凝胶海藻酸盐水凝胶和生物活性海藻酸盐水凝胶以及临床研究阶段海藻酸盐水凝胶Algisyl-LVR TM、IK-5001、TCMR和Merike TM在心肌梗死治疗中的应用。

目的:制备缓释万古霉素的多聚乳酸-聚乙二醇-多聚乳酸(PLGA-PEG-PLGA)温敏水凝胶，探讨其理化性能、生物学性能和抗菌性能。方法:PLGA(1 500~2 000)-PEG (1 000~1 500)-PLGA(1 500~2 000)多聚物溶液在4 ℃下孵育7 d，充分溶解后在37 ℃水浴中放置10 min成胶并负载万古霉素。冻干脱水48 h后利用扫描电镜观察其微观结构。在37 ℃、60 r/min条件下利用紫外-可见光谱分析绘制其体外降解曲线及药物释放曲线。以二甲基亚砜(DMSO)作为阳性对照，利用噻唑蓝(MTT)法检测本材料细胞相容性。在37 ℃、120 r/min条件下检测其抗菌效果。两组间比较采用独立样本 t检验，多组间比较采用单因素方差分析。 结果:抗菌水凝胶扫描电镜结果显示，PLGA-PEG-PLGA抗菌温敏水凝胶具有疏松多孔的微观结构，载药前[(53.77±31.20) μm、后孔隙尺寸[(50.42±27.60) μm]差异无统计学意义( t＝0.255， P>0.05)；体外降解时长30 d；空载水凝胶组[(96.41±2.41)%]、载药水凝胶组细胞活性[(96.98±2.26)%]，与DMSO组[(37.64±2.69)%]差异有统计学意义( F＝1 727.784， P<0.05)；药物释放实验证实万古霉素可以持续释放30 d；抗菌实验结果表明，载药水凝胶可以对金葡菌提供长达72 h的抗菌效果。 结论:PLGA-PEG-PLGA温敏型水凝胶是一种较理想的抗生素载体，无细胞毒性，能够长效缓释负载的抗生素，具有潜在的临床应用价值。

目的:探讨负载蛋白聚糖4(PRG4)的温度敏感性聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯共聚物(PCEC)可注射水凝胶材料表征及修复新西兰兔软骨缺损的效果。方法:2022年3月至2023年6月，利用PCEC温敏性水凝胶负载了PRG4效应因子(PRG4@PCEC)，使用扫描电子显微镜观察冷冻干燥的PRG4@PCEC水凝胶的形貌，测量PCEC和PRG4@PCEC水凝胶的最低共溶温度；使用活/死细胞染色技术评估水凝胶的生物安全性；采用雄性新西兰大白兔18只，36个膝关节缺损样本，随机分为3组，其中12个缺损组用PRG4@PCEC水凝胶修复，12个缺损组用PCEC水凝胶修复，12个缺损组为空白对照组，观察水凝胶的软骨修复能力；通过微型计算机断层扫描(Micro-CT)分析软骨下骨再生，标本组织切片苏木精-伊红(HE)、马松(Masson)染色及荧光定量聚合酶链反应(PCR)评估水凝胶对软骨缺损的修复作用。组间比较采用 t检验。 结果:水凝胶具有明显的多孔微观结构，PCEC和PRG4@PCEC水凝胶分别在35 ℃和38 ℃表现出最低共溶温度；激光共聚焦观察活/死细胞染色结果证明PRG4@PCEC水凝胶对于兔软骨细胞具有良好的生物相容性；载有PRG4的水凝胶组在8周时，缺损已经完全被高含量的新生软骨组织填充，表明软骨缺损修复最佳；Micro-CT显示在8周时PCEC组[(37.33±0.39) mm 3]和PRG4@PCEC组[(25.33±0.21) mm 3]软骨下骨缺损体积均小于对照组[(51.57±0.49) mm 3， t＝32.19、69.56， P<0.01]；切片染色显示PRG4@PCEC水凝胶组软骨下骨有效形成；荧光定量PCR结果显示在4周和8周PCEC组(2.79±0.07、2.18±0.10)与PRG4@PCEC组白细胞介素-1β(IL-1β)表达水平(1.54±0.07、0.80±0.10)均低于对照组(3.21±0.08、2.54±0.07， t＝0.68、4.97、27.63、24.43， P<0.01)，同时PCEC组(0.95±0.24、1.45±0.34)和PRG4@PCEC组Ⅱ型胶原蛋白(COL2)基因表达水平(1.19±0.45、1.53±0.26)高于对照组(0.64±0.07、1.01±0.14， t＝7.47、0.08、10.70、3.12， P<0.05)。 结论:负载PRG4的温度敏感性PCEC可注射水凝胶具有良好的温度敏感性和生物安全性，对关节软骨缺损有明显修复作用。

目的:探讨构建自交联重组胶原蛋白水凝胶的可行性及其对紫外线诱导的光老化模型修复作用。方法:2023年3—12月，于西北大学陕西省可降解生物医学材料重点实验室，使用不同浓度的重组胶原蛋白通过自交联制备重组胶原蛋白水凝胶，表征了水凝胶材料的物理机械性能，用MTT法、溶血试验检测水凝胶生物相容性；建立人皮肤成纤维细胞光老化模型，通过RT-qPCR检测炎症因子及ECM生成、降解相关基因表达量探究水凝胶分子水平改善光老化效果。建立紫外照射小鼠光老化模型，通过大体观察以评估水凝胶改善光老化效果，通过HE染色观察水凝胶的组织兼容性和降解性，通过RT-qPCR及免疫荧光染色探讨水凝胶作用机制。结果:4 mg/ml、20 mg/ml和40 mg/ml的GEL-Ⅰ水凝胶均表现出良好的物理机械性能。生物相容性研究显示不同浓度的水凝胶细胞存活率>100%，具有促细胞增殖作用，且与重组Ⅰ型胶原蛋白的浓度呈正相关；3组水凝胶溶血率均<5%。qPCR显示HSF光老化模型中，与模型组相比，3个浓度的水凝胶组细胞中Bcl-2和TGF-β1显著升高( P<0.05)，Caspase-3和Caspase-9显著下调( P<0.05)，细胞凋亡程度显著降低。MMP-9基因水平下调( P<0.05)，Col-Ⅰ、Col-Ⅲ和Vimentin基因显著上调( P<0.05)。光老化小鼠模型中，与模型组相比，水凝胶组的小鼠皮肤形成的皱纹更少。HE染色显示胶原蛋白纤维表达量丰富且紧密、角质层更加光滑；与模型组相比，GEL-Ⅰ能更好地降低活性氧含量，提高SOD活性，降低MDA表达( P<0.05)，且呈浓度依赖性趋势，40 mg/ml组与对照组相比活性氧、SOD水平差异有统计学意义( P<0.05)；天狼猩红染色显示水凝胶组组织中胶原蛋白含量显著增加( P<0.05)，40 mg/ml组与对照组相比胶原含量显著增加( P<0.05)；免疫荧光染色显示肿瘤坏死因子α、白细胞介素6、基质金属蛋白酶-9含量呈显著下降( P<0.05)，且呈浓度依赖性。 结论:重组Ⅰ型胶原水凝胶可改善氧化应激和炎症微环境，降低皮肤组织活性氧，下调促HSF凋亡细胞因子和基质金属肽酶9，促进皮肤光老化细胞的功能恢复，提升细胞外基质成分表达，可有效改善光损伤皮肤。

放射治疗是肿瘤治疗的主要方法之一，但周围的健康组织由于也受到一定剂量的照射，可能造成放射性损伤，甚至个别患者程度较为严重。可注射的水凝胶有望通过将邻近器官与肿瘤部位实现"间隔(Spacing)"，提高靶区的放射剂量，降低放疗期间周围健康组织和器官受到辐射损伤的风险，从而提高患者的生存质量，是降低放疗相关不良反应潜在的有效治疗策略。本文对水凝胶在不同肿瘤放射治疗中发挥间隔和保护作用的最新进展进行综述。

海藻酸盐因其具备优异的生物学特性，以及特有的离子凝胶能力，人们已制备了多种海藻酸类生物墨水，广泛应用于组织工程领域。鉴于此，本文将综述海藻酸类水凝胶在3D生物打印中最新的研究进展，总结了其调整和优化方案，以及在骨科中的应用，并对此类水凝胶的发展前景进行了展望。

水凝胶是一种亲水的三维网络结构，其吸水溶胀后质地柔软，具有良好的生物降解性和生物相容性，与生物体组织相似，因此在生物医学领域有着广泛的应用。根据交联机制的不同，分类介绍了物理水凝胶和化学水凝胶的制备方法，并对水凝胶在细胞治疗方面的应用进展进行综述。

组织扩张器是一种诱导组织扩张的装置，能较好地修复组织缺损。然而，传统的扩张器存在扩张器易外露、皮肤感染、局部组织血运差等缺点。水凝胶是一种通过吸取液体逐渐膨胀，维持一定容积不变的有机高分子聚合物，应用这一特点制作成的扩张器可以有效应用于组织扩张，其与传统扩张器对比，可明显减少并发症，在创面缺损修复中有更好的疗效。该综述主要归纳了自膨胀水凝胶扩张器在组织扩张中的最新研究进展，并在此基础上对其未来前景进行了展望。