《基於微製造技術的仿生骨單位構建》是依託四川大學，由范紅松擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於微製造技術的仿生骨單位構建
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：范紅松
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
基於微製造技術的原理和骨組織中的結構單元- - 骨單位的特點，選擇I型膠原和PEG為基本材料體系，通過材料最佳化和設計，利用光刻蝕原理製備含不同功能細胞的雙環微凝膠單元，基於親-疏水體系中的液-液表面自由能最低原理實現微凝膠的自組裝，構建具有內環血管化組織、外環骨組織結構的哈佛氏骨單位仿生結構，再通過骨單位的重複陣列組裝，可以實現三維骨組織的微觀到巨觀結構仿生構建。該研究有別於常規組織工程構建技術採用的直接構建大塊組織的方法，從微米尺度的單元仿生出發實現從微納尺度到巨觀尺度的組織結構仿生，以實現功能仿生。該研究針對具有巨大臨床需求的骨再生修復，以及再生修復中面臨的血管化程度差難以實現大塊骨組織再生的難題，實現真正意義上的結構仿生進而功能仿生，為發展具有再生生物功能的骨植入體奠定基礎。
結題摘要
骨單位（Osteon）在骨的分級結構中屬微米尺度範圍，為雙層環狀結構，內環為神經血管，外環為骨細胞及其細胞外基質組成的板層骨，骨組織就是通過這些基本結構單位的組合體構成並行使其基本功能的。針對目前骨修復及骨組織工程中難於實現良好的血管化從而難以實現大塊骨組織的再生的難題，本項目基於微製造技術的原理和骨組織中的單元骨單位的特點，通過具有仿生骨單位結構的單元構建和組裝，探索一種新的仿生組織構建的方法。項目主要進展如下：1、模擬骨單位分級結構的組裝構建模式建立：基於骨組織中的單元骨單位的特點，基於光掩膜的設計及紫外光交流技術，探索了多種微單元結構及組裝模式，可實現微單元的成型及組裝製造，獲得多種模式組裝構建的複雜結構，實現多種細胞可控分布的單元製造與組裝模式，為仿骨單位結構設計和組裝構建建立了基礎。2、可用於微單元製造組裝的水凝膠材料體系探索及其功能最佳化。為實現骨單位的組裝製造，課題提出光控交聯技術實現不同形狀單元的製造及進一步多級組裝，製備系列光交聯水凝膠，包括PEG、膠原、明膠、海藻酸鈉等材料體系，通過調控材料接枝度及組成等在實現凝膠單元的可控制造的同時，增強凝膠基質的生物活性，特別是對於成骨細胞的鋪展及功能表達活性。3、實現骨單位的結構與功能模擬。通過含血管內皮分化細胞和成骨分化細胞的微凝膠單元製造和組裝，獲得具有骨單位結構的仿生骨單位，實現成骨功能基質包裹的內在血管通路構建，仿生骨單位中成骨與成血管功能細胞分級分布並分別表達成骨與成血管功能，表明骨單位結構與功能的初步建立。
