《功能化納米仿生骨基質材料的研製及其性能研究》是依託華中科技大學，由潘海濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：功能化納米仿生骨基質材料的研製及其性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：潘海濤
- 依託單位：華中科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
研製無機/有機兩相成分、納米尺度微觀結構、力學及生物學功能全面仿生的人工骨基質材料，是骨科臨床的迫切需求。.本項目擬運用多肽自組裝、仿生礦化和層層自組裝技術，研製攜帶新型BMP2源兩親性多肽、RGD粘附肽和TGF-β1基因三重生物信號分子的功能化納米自組裝羥基磷灰石(HA)/PLGA-[PEG-ASP]n骨基質材料。其兩相成分、納米結構與天然骨基質高度相似；通過RGD肽促進細胞粘附，獲得良好的表面活性；通過兩親性多肽模板和基質材料自身基團促發納米晶HA礦化自組裝，提升力學強度，改善骨傳導活性；更為關鍵的是，TGF-β1DNA隨層狀超薄膜中多肽降解而控制釋放並原位轉染，與BMP2源兩親性多肽協同調控骨髓MSCs成骨分化，基質材料獲得強大持久的骨誘導活性。.本項目製備的功能化納米仿生骨基質材料具有良好的異位成骨能力，複合骨髓MSCs移植可顯著促進骨缺損修復，具有很好的臨床套用前景。
結題摘要
本項目的核心是研製在成分、微觀結構和功能上全面仿生的功能化納米仿生骨基質材料，誘導骨損傷修復所需的選擇性、可控性生物應答。 本課題組按照既定研究計畫，順利開展並完成本項課題研究，取得階段性研究成果。主要包括： (1)設計合成新型BMP2源兩親性多肽 合成全自主設計的RADA16-P24活性多肽，純化並檢測，滿足設計要求。經CaCl2促發自組裝後，可形成纖維納米凝膠。 (2)RADA16-P24共價修飾PLGA-[PEG-ASP]n納米基質 將RADA16-P24活性多肽通過交聯劑共價結合於三嵌段材料上，並進行離子吸附實驗，通過X射線光電子光譜法(XPS)和掃描電鏡進行表征。結果表明，生物活性多肽可成功固定於三嵌段材料之上，且改性材料具有更強的離子吸附和礦化能力。 (3)納米骨基質材料的仿生礦化 將RADA16-P24活性肽/ PLGA-(PEG-ASP)n經CaCl2促發自組裝後放入改良的模擬體液（mSBF）中，結果顯示，製備的BMP2活性肽-納米羥基磷灰石/ PLGA-(PEG- ASP)n複合物在大體組成及分層的微觀結構上均具有與天然骨類似的結構。 (4)通過分子層層自組裝的方法，製備可降解RGD活性肽和DNA的多層超薄膜，在改善材料粘附性能的同時構建控釋、高效的固相基因傳遞體系。通過改變自組裝膜的層數，控制多肽超薄膜生物的降解和TGF-β1 DNA釋放；結果還顯示層層自組裝超薄膜能提高骨髓MSCs粘附性能。 (5)功能化納米仿生骨基質材料可調控骨髓MSCs成骨定向分化。檢測不同時間點TGF-β1 DNA在骨髓MSCs內的表達及MSCs在納米仿生基質材料上的增殖和分化情況，結果顯示TGF-β1和RADA16-P24對BMSCs成骨分化具協同作用。 (6)功能化納米仿生骨基質材料具有良好的異位成骨能力。將其在大鼠股四頭肌肌袋包埋。術後不同時間取材， 三維CT及組織學檢測顯示其具有良好的異位成骨能力，並呈劑量和時間依賴性。 (7)功能化納米仿生骨基質材料具有良好的骨修復能力。將10mg RADA16-P24活性肽修飾的納米仿生骨基質材料置入兔子1.5cm標準缺損處。術後不同時間取材，檢測骨缺損修復情況。結果表明其具有良好的骨缺損修復能力。 (8)已培養碩士研究生1名，博士研究生1名。 (9)已發表SCI收錄論文2篇，修回SCI收錄論文1篇；中文投稿在審3篇。
