目的 評(píng)價(jià)HAP 涂層鎳鈦記憶合金的組織相容性,為其在骨缺損修復(fù)的臨床應(yīng)用提供理論依據(jù)。 方 法 取24 只青紫蘭兔,體重2.0 ~ 2.5 kg,隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組,每組12 只。行左側(cè)股外側(cè)切口,分離顯露股骨后,選取股骨下1/3 處手術(shù)鉆孔作為種植區(qū),實(shí)驗(yàn)組植入HAP 涂層鎳鈦記憶合金,對(duì)照組不植入材料。大腿后外側(cè)肌肉覆蓋缺損區(qū)。分別于術(shù)后7、14、28、56 d 每組各處死3 只動(dòng)物,取材行大體觀察、組織學(xué)觀察、BMP-2 免疫組織化學(xué)染色觀察及圖像灰度值分析,組織學(xué)觀察結(jié)果按照中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16886.6-1997 從炎癥、纖維組織囊壁形成、材料降解及周邊組織反應(yīng)4 個(gè)方面進(jìn)行組織學(xué)評(píng)價(jià)。 結(jié)果 所有兔均存活至取材,兩組植入物完全包埋于骨組織內(nèi)部,無(wú)松動(dòng),無(wú)明顯骨吸收現(xiàn)象。材料植入后7 d,兩組炎性細(xì)胞浸潤(rùn)和纖維增生最明顯,纖維組織囊壁形成,植入材料呈大片狀被囊壁包裹;術(shù)后56 d,實(shí)驗(yàn)組部分標(biāo)本囊壁結(jié)締組織增生反應(yīng)仍較明顯,劣于對(duì)照組,但分級(jí)符合GB/T16886.6-1997 體內(nèi)植入標(biāo)準(zhǔn)。免疫組織化學(xué)染色示內(nèi)源性BMP-2 定位于多能MSCs、成骨細(xì)胞的胞質(zhì)內(nèi);兩組圖像分析結(jié)果顯示,BMP-2隨骨缺損的修復(fù)過(guò)程呈階段性分泌,兩組BMP-2 在術(shù)后14 d 時(shí)表達(dá)最高,以后逐漸降低。BMP-2 在各時(shí)間點(diǎn)染色灰度值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P gt; 0.05)。 結(jié)論 HAP 涂層鎳鈦記憶合金作為生物醫(yī)學(xué)材料具有良好的骨組織相容性。
目的 探討雙層殼聚糖(chitosan,CS)/HAP 復(fù)合支架作為骨軟骨組織工程支架的可行性,并結(jié)合兔自體BMSCs 修復(fù)骨軟骨缺損。 方法 采用凍干法和燒結(jié)法制作雙層CS/HAP 復(fù)合支架,檢測(cè)其理化特性。取日本大耳白兔骨髓4 ~ 6 mL,全骨髓培養(yǎng)法分離純化BMSCs,并鑒定。調(diào)整第2 代BMSCs 細(xì)胞密度為2 × 107 個(gè)/mL,應(yīng)用纖維蛋白膠種植技術(shù),接種至雙層CS/ HAP 復(fù)合支架,體外構(gòu)建細(xì)胞- 支架復(fù)合物。取36 只日本大耳白兔,于右側(cè)膝關(guān)節(jié)股骨下端外側(cè)髁負(fù)重區(qū),作一直徑4 mm、深3 mm 的圓柱形缺損,制備兔膝關(guān)節(jié)骨軟骨缺損模型。根據(jù)缺損區(qū)植入物的不同,分為A、B、C 3 組(n=12)。A 組:植入細(xì)胞- 支架復(fù)合物;B 組:植入雙層CS/HAP 復(fù)合支架;C 組:不植入任何材料,作為空白對(duì)照組。術(shù)后6、12 周取材,行大體及組織學(xué)觀察,采用改良Wakitani 法評(píng)分。 結(jié)果 雙層CS/HAP 支架CS 層孔隙率為76.00% ± 5.01%,孔徑為200 ~ 400 μm,平均300 μm,孔洞相通;HAP 層孔隙率為72.00% ± 4.23%,孔徑為200 ~ 500 μm,平均350 μm,孔洞相通,結(jié)合部結(jié)合好。全骨髓法培養(yǎng)BMSCs,第7 天可見(jiàn)集落形成,14 d 傳代;免疫組織化學(xué)檢測(cè)示CD44(+)和CD45(—)。大體觀察和組織學(xué)檢測(cè)顯示,A 組基本修復(fù)軟骨缺損,骨缺損修復(fù)不良,有骨小梁長(zhǎng)入;B、C 組骨、軟骨缺損修復(fù)不良,組織學(xué)檢測(cè)以纖維組織或無(wú)新生組織形成,軟骨及骨缺損均明顯存在。術(shù)后6、12 周,A 組改良Wakitani 評(píng)分分別為(5.17 ± 1.17)分和(3.20 ± 0.75)分,均優(yōu)于B、C 組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P lt; 0.05)。 結(jié)論 雙層CS/ HAP 復(fù)合支架可作為骨軟骨組織工程支架,復(fù)合BMSCs 可修復(fù)兔關(guān)節(jié)軟骨與骨缺損,重建關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)
目的評(píng)估機(jī)器學(xué)習(xí)算法在心臟瓣膜病心房顫動(dòng)患者心臟血栓形成的預(yù)測(cè)和表征中的應(yīng)用。方法本研究從四川大學(xué)華西醫(yī)院及其分院收集2016—2021年心臟瓣膜病伴心房顫動(dòng)患者的臨床數(shù)據(jù),從2 515例接受瓣膜手術(shù)的患者中篩選出886例瓣膜病伴心房顫動(dòng)患者納入研究,其中男545例(61.5%)、女341例(38.5%),平均年齡(55.62±9.26)歲,192例患者術(shù)中證實(shí)有心臟血栓形成。采用5種監(jiān)督機(jī)器學(xué)習(xí)算法來(lái)預(yù)測(cè)患者的血栓形成?;诨颊叩呐R床數(shù)據(jù)(特征篩選后的33個(gè)特征),采用10折嵌套交叉驗(yàn)證方法,通過(guò)曲線下面積、F1分?jǐn)?shù)以及馬修斯相關(guān)系數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)模型的預(yù)測(cè)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后,使用SHAP解釋方法來(lái)解釋模型,并以患者為例分析模型的特征。結(jié)果隨機(jī)森林模型各項(xiàng)綜合評(píng)估指標(biāo)最佳,受試者工作特征曲線下面積為0.748±0.043,準(zhǔn)確率79.2%。對(duì)模型的解釋和分析表明,每搏輸出量、二尖瓣E波峰值流速和三尖瓣壓力梯度等是影響預(yù)測(cè)的重要因素。結(jié)論隨機(jī)森林模型實(shí)現(xiàn)了最好的預(yù)測(cè)性能,有望被臨床醫(yī)生用作一種輔助決策工具,用于篩查患有瓣膜病心房顫動(dòng)的高栓塞風(fēng)險(xiǎn)患者。
目的 建立預(yù)測(cè)重癥慢性阻塞性肺疾病(簡(jiǎn)稱(chēng)慢阻肺)患者死亡風(fēng)險(xiǎn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型,探討與慢阻肺患者死亡風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的因素,并加以解釋?zhuān)鉀Q機(jī)器學(xué)習(xí)模型的“黑箱”問(wèn)題。方法 選取美國(guó)多中心急診重癥監(jiān)護(hù)病(emergency intensive care unit,eICU)數(shù)據(jù)庫(kù)中的8 088例重癥慢阻肺患者為研究對(duì)象,提取每次入住重癥監(jiān)護(hù)病房的前24 h內(nèi)的數(shù)據(jù)并隨機(jī)分組,70%用于模型訓(xùn)練,30%用于模型驗(yàn)證。采用LASSO回歸進(jìn)行預(yù)測(cè)變量選擇,避免過(guò)擬合。采用5種機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)患者的住院病死率進(jìn)行預(yù)測(cè)。通過(guò)曲線下面積(area under curve,AUC)比較5種模型和APACHE Ⅳa評(píng)分的預(yù)測(cè)性能,并采用SHAP(SHapley Additive exPlanations)方法解釋隨機(jī)森林(random forest,RF)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果。結(jié)果 RF模型在5種機(jī)器學(xué)習(xí)模型和APACHE Ⅳa評(píng)分系統(tǒng)中表現(xiàn)出最佳的性能,AUC達(dá)到0.830(95%置信區(qū)間0.806~0.855)。通過(guò)SHAP方法檢測(cè)最重要的10種預(yù)測(cè)變量,其中無(wú)創(chuàng)收縮壓的最小值被認(rèn)為是最重要的預(yù)測(cè)變量。結(jié)論 通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別危險(xiǎn)因素,并使用SHAP方法解釋預(yù)測(cè)結(jié)果,可早期預(yù)測(cè)患者的死亡風(fēng)險(xiǎn),有助于臨床醫(yī)生制定準(zhǔn)確的治療計(jì)劃,合理分配醫(yī)療資源。