《β-TCP/Mg-Zn多孔骨組織工程支架構建及其誘導成骨機制的研究》是依託中南大學，由鄧幼文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：β-TCP/Mg-Zn多孔骨組織工程支架構建及其誘導成骨機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄧幼文
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
用於創傷、感染、腫瘤等引起骨缺損的修復材料主要有自體骨、異體骨和組織工程骨，其中組織工程骨是研究的熱點。而作為其核心的支架材料如何兼顧足夠的孔隙率、理想的力學強度、良好的成骨性能及可控的降解速率，是目前研究的難點。國內外研究發現鎂基材料可望解決上述問題，我們前期研究也發現鎂基材料加入合適配比Zn與β-TCP，可改善力學性能並增強成骨能力，且其降解與骨質癒合匹配，但製作成多孔支架時其材料性能調控與誘導成骨機制尚待研究。為此，本項目擬從如下內容探索：（1）多孔β-TCP/Mg-Zn支架的構建模式與性能調控規律；（2）rhBMP-2在多孔支架表面的塗覆機理、緩釋規律及延緩降解的行為；（3）rhBMP-2緩釋塗層多孔β-TCP/Mg-Zn支架誘導成骨能力；（4）鎂離子、鋅離子於ERK/MAPK信號通路誘導成骨的分子生物學機制及其相互作用關係。以期為開發三維多孔骨組織工程支架及臨床套用提供理論基礎和技術原型
結題摘要
隨著社會、經濟的發展，各種原因導致的骨缺損病例快速上升。目前用於治療骨缺損的修復材料或來源有限，或存在免疫排斥反應，或材料強度差，套用受到了限制。研究發現鎂基材料具有與人體骨相似的彈性模量和密度、理想的力學強度、良好的細胞相容性和成骨性能。由於商用鎂基材料降解速度快，高孔隙率時力學性能下降，致使在用作骨組織工程三維多孔支架修復承重部位的骨缺損方面鮮有報導，更未見其成骨機制研究。因此，本項目設計製備了帶rhBMP-2緩釋塗層的多孔β-TCP/Mg-Zn材料，研究其微觀結構、力學性能、腐蝕性能、生物相容性及誘導成骨能力，並分析鎂離子在ERK/MAPK信號通路誘導成骨的機制。研究表明，粉末冶金法製備的多孔Mg-3Zn-5TCP材料綜合的力學、降解性能最優。隨著孔隙率的增加。力學和腐蝕性能逐漸降低。我們在材料表面塗覆rhBMP-2明膠緩釋微球，並證實了其良好的緩釋性能。體外實驗證實帶rhBMP-2塗層的多孔Mg-3Zn-5TCP材料具備良好的生物相容性及誘導成骨能力，能促進骨髓間充質幹細胞的增殖和成骨分化。在小動物體內實驗中，帶rhBMP-2塗層的多孔Mg-3Zn-5TCP材料在三個月內完全降解，完全修復了圓形骨缺損，對重要臟器未產生毒副反應。但在大動物體內實驗中，材料快速降解並在短期內產生大量氫氣，超出組織可吸收的範圍，導致組織壞死、感染，暫無法滿足大動物長骨骨段缺損的修復要求。Mg-Zn通過ERK/MAPK信號通路誘導成骨分化。
