《可控性多孔貫通微流控骨組織支架的套用基礎研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由胡運生擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可控性多孔貫通微流控骨組織支架的套用基礎研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：胡運生
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
組織工程化骨的關鍵是尋求生物相容性好、能降解並有一定力學強度的支架及種植具有成骨能力的活性細胞。本項目在前期設計的具有良好生物相容性和力學性能的磷酸鈣骨水泥/纖維蛋白膠複合支架的基礎上,擬運用靜電紡絲和溶劑澆鑄/粒子瀝濾法相結合的工藝及微流控技術，製備可調控微觀結構的多孔貫通微流控骨支架材料，並對其理化性能進行表征；將基因修飾的兔骨髓間充質幹細胞序貫種植於不同微觀結構的多孔貫通微流控骨支架，進行脈動生物反應器預適應處理，探索支架孔隙率及孔徑對種植細胞成骨能力的影響規律，研究其體外構建組織工程化骨的能力。本研究圍繞支架材料生物降解與力學強度降低的矛盾，緊扣材料表面修飾及微觀結構調控的新思路，研究骨支架材料的成骨能力和力學強度相平衡的關鍵問題，這既為磷酸鈣骨水泥表面修飾的研究及其套用範圍的拓寬提供新策略，又為多孔貫通微流控骨支架的個體化套用提供科學數據，具有潛在的經濟效益和實用價值。
結題摘要
骨缺損是臨床常見的病症。利用骨組織工程方法修復骨缺損，支架材料的選擇是關鍵，其難點是尋求生物降解適宜，以利成骨活性細胞的種植及骨組織的長入的骨支架。本項目在前期設計的具有良好生物相容性和力學性能的磷酸鈣骨水泥(Calcium phosphate cement, CPC)/纖維蛋白膠(Fibrin glue, FG )複合材料的基礎上,擬用基因修飾的兔骨髓間充質幹細胞(Bone mesenchymal stem cells, BMSCs)序貫種植於骨支架，進行脈動生物反應器預適應處理，探索通過FG摻合，表面改性後的CPC對種植細胞的影響規律及作用機制。評估其體外構建組織工程化骨的能力。通過BMSCs的分離、培養、擴增，體外誘導及鑑定分化細胞的生物學特性及功能，建立了BMSCs向成骨細胞分化的培養體系；用攜帶外源性目的基因（Bone morphogenetic protein-2, BMP-2）的腺病毒感染兔BMSCs，觀察感染前後BMSCs形態及生長周期的變化，利用PCR、免疫組織化學染色及Western blot等鑑定重組腺病毒目的基因的表達情況及BMSCs的成骨誘導分化情況，證實了BMSCs的BMP-2的基因修飾是促使其向成骨細胞分化的有效方法；通過骨支架材料與基因修飾BMSCs的共同培養，在體外構建了組織工程化骨，通過組織染色、電鏡觀察、骨鈣素（Osteocalcin，OCN）分泌檢測等方法，了解細胞在支架材料上粘附、生長及合成、分泌骨基質的情況，分析CPC對細胞增殖分化的影響，探討其經FG表面改性後對細胞及細胞因子生物活性的影響規律。結果表明經FG表面改性後的CPC，其生物學性能得到加強。本研究針對CPC支架材料的生物活性差導致降解緩慢的問題，緊扣材料表面修飾的新思路，研究CPC/FG複合骨支架材料對種植細胞增殖分化的影響，為磷酸鈣骨水泥表面修飾的研究及套用範圍的拓寬提供了新策略,具有潛在的經濟效益和實用價值。
