《磁場調控仿生磁電材料(BaTiO3/CoFe2O4)/P(VDF-TrFE)的成骨性能研究》是依託北京大學，由劉雯雯擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁場調控仿生磁電材料(BaTiO3/CoFe2O4)/P(VDF-TrFE)的成骨性能研究
- 項目負責人：劉雯雯
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
骨組織的生長是在動態的生理磁電微環境中進行的。模擬天然骨所處的動態磁電微環境，將更有利於促進骨再生。我們前期的研究中，發現壓電材料仿生電位可促進成骨。但是壓電材料不能提供磁環境並且其電學性能會逐漸衰減，不能提供仿生生理動態磁電微環境。因此本研究提出一種可通過體外磁場調控(非接觸)的磁電仿生材料: (BaTiO3/CoFe2O4)/P(VDF-TrFE)核殼納米複合物。該材料可仿生提供的動態磁電微環境。通過複合CoFe2O4的磁致伸縮性能與BaTiO3的壓電性能產生磁電耦合效應，使該材料的磁電性能可被動態調控，通過受外加磁場的調控進行充電加磁，進而模擬骨周圍的動態磁電微環境。通過體外BMSCs培養和大鼠體內實驗，進一步研究該材料對骨形成相關基因、蛋白表達、Wnt/β-c等信號通路以及骨組織修復的影響。從動態骨修復的角度，為仿生磁電骨修復材料的研究、設計、開發提供新的思路。
結題摘要
仿生材料的研究與套用已經成為骨組織工程領域與骨再生醫學領域的焦點之一。目前人工修復材料在結構上可以模擬骨的納米結構，但是並不能很好的模擬生理狀態下的骨組織所處的微環境提供的磁電刺激等生理刺激促進骨生長和重建。骨組織的生長是在動態的生理磁電微環境中進行的。模擬天然骨所處的動態磁電微環境，將更有利於促進骨再生。因此本研究製備出可通過體外磁場調控(非接觸)的磁電仿生材料: (BaTiO3/CoFe2O4)/P(VDF-TrFE)核殼納米複合物。該材料可仿生提供的動態磁電微環境。通過受外加磁場的調控進行充電加磁，進而模擬骨周圍的動態磁電微環境。通過前期對壓電材料P(VDF-TrFE)與磁電材料(CoFe2O4)/P(VDF-TrFE)的研究，針對通過體外BMSCs培養和大鼠體內實驗，得到了最適電勢以及最佳的磁顆粒填料比例，並得到最佳的磁電耦合係數(a)。套用篩選得到的磁電材料進行促進骨組織再生研究。體外試驗中，進一步研究磁電材料對骨形成相關基因、蛋白表達、Wnt/β-c等信號通路以及骨組織修復的影響，發現10%組分的磁電材料促進成骨相關的基因以及蛋白的表達。體內實驗驗證了磁電材料在外加磁場的調控下具有良好的骨修復作用。本項目研究為仿生磁電骨修復材料的設計、製備提供新的思路。並有望為臨床骨缺損的修復與治療提供新的治療方法。
