生物電活性膜的製備及促成骨機制研究

《生物電活性膜的製備及促成骨機制研究》是依託四川大學，由滿毅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：生物電活性膜的製備及促成骨機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：滿毅
• 依託單位：四川大學

項目摘要

人體硬組織形成所依賴的電環境，為仿生設計具有生物電相容性的骨修復材料提供了重要依據。目前生物電相容性的材料研究較少，而且多不可吸收。本研究依據骨組織負電位成骨的特性及電刺激對成骨過程的促進作用，將具有良好降解性能、抗菌止血促進傷口癒合作用的殼聚糖作為基材，通過柵控恆壓電暈極化，製備具有電活性的梯度多孔殼聚糖生物負極性膜，套用於骨組織工程，骨缺損的修復再生。本研究採用表面電位檢測該生物電活性膜極化、儲存空間電荷的能力；進行大鼠成骨細胞及骨髓基質細胞接種培養和成骨相關基因、蛋白的分子生物學鑑定，檢測該電活性膜在體外環境中與骨組織的電學匹配性，促進細胞黏附、增殖和分化的發生機制；用兔顱頂缺損模型，採用MicroCT、原位雜交、免疫組化等觀察該電活性膜體內促進骨組織生長的功能。本研究不僅有望在電活性材料的套用方面取得突破性進展，而且為促成骨修復材料的設計提供新策略。

結題摘要

我國每年因各類事故、疾病引起的骨缺損或骨損傷的患者眾多，生物骨材料可以恢復缺損或缺失硬組織的外形和功能，人體硬組織形成所依賴的電環境，為仿生設計具有生物電相容性的骨修復材料提供了重要依據。目前生物電相容性的材料研究較少，而且多不可吸收。本研究依據骨組織負電位成骨的特性及電刺激對成骨過程的促進作用，將具有良好降解性能、抗菌止血促進傷口癒合作用的殼聚糖作為基材，通過柵控恆壓電暈極化，製備具有電活性的梯度多孔殼聚糖生物負極性膜，套用於骨組織工程，骨缺損的修復再生。本研究通過理化性能檢測、仿生礦化實驗、細胞複合培養、體內植入實驗等系統地評價了該電活性材料的理化性能及生物學效應，獲得了新型電活性膜的最優極化條件，通過材料結構以及極化條件的改進，提高儲存電荷的能力，體外細胞複合培養及體內植入兔顱頂缺損修復實驗證實了該種材料的促進骨組織缺損修復效果。本課題從生物體電學相容性角度，利用骨的電生理特點，充分發揮骨組織自我修復潛力，研究具有負電活性的，可降解的電活性材料，主動誘導、激發骨組織再生，成為硬組織修復材料設計的新策略，探索負極性駐極體材料促成骨作用的機制不僅為其作為骨組織缺損修復材料的套用奠定了基礎，而且對於硬組織修復材料向仿生設計方向發展也具有重要意義。