《複合Osterix基因的生物玻璃/PCL硬組織工程支架的研究》是依託華南理工大學，由原波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複合Osterix基因的生物玻璃/PCL硬組織工程支架的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：原波
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
結合溶膠-凝膠技術和靜電紡絲技術製備CaO-P2O5-SiO2三元系統介孔生物玻璃微納米纖維，並以其作為組織工程支架材料的無機基相，用於提高材料的力學強度及生物活性。利用基因重組技術製備載有骨細胞調節因子Osterix目的基因的質粒DNA，並以殼聚糖作為基因表達載體，製備出包埋有質粒 DNA 的殼聚糖納米微球，作為骨修復材料中的添加相，用以改善材料的細胞學特性。配製由生物玻璃微納米纖維、基因載體微球和PCL等材料構成的乳液體系，利用熱致相分離法製備複合OGP質粒DNA的生物玻璃/PCL仿生骨組織工程支架。研究生物玻璃微納米纖維的微細結構、介孔大小及形貌、分布取向以及質粒微球的粒徑尺寸、工藝條件等因素對材料力學性能、生物活性、降解速率、離子釋放動力學以及基因調控特性的影響規律及機理。通過上述研究為仿生骨修復材料及支架的設計與製備提供新的思路和理論依據。
結題摘要
生物玻璃具有較高的生物活性，與骨結合強度較強，在人體生理環境中可以迅速通過玻璃表面的Na+、Ca2+等元素溶出以及水中H+進入玻璃表面，在玻璃表面形成帶有負電的矽酸凝膠層，進一步在生物玻璃表面形成類骨碳酸羥基磷灰石層（Hydroxyl-Carbonate-Apatite, HCA），增強材料界面的細胞回響，促進成骨細胞或其前體-骨祖細胞的增殖和分化，促進骨生成的作用。近幾年來的研究發現，生物活性玻璃能夠在基因水平調控細胞反應,刺激骨細胞中某些基因的表達。利用生物玻璃的這些性質，有助於研究開發出具有刺激、回響、介導骨組織自我修復再生的第三代生物醫學材料。如果能夠利用最新的生物醫學材料製備及成型加工工藝技術，結合基因轉染、生物組裝及表面修飾等技術實現精確調控材料與細胞之間的相互作用，有可能為骨修復材料和骨組織工程支架的研究和套用提供新的研究思路和方法。 本項目結合溶膠-凝膠技術和靜電紡絲技術製備CaO-P2O5-SiO2三元系統介孔生物玻璃微納米纖維，並以其作為組織工程支架材料的無機基相，用於提高材料的力學強度及生物活性。利用基因重組技術製備載有骨細胞調節因子Osterix目的基因的質粒DNA，並以殼聚糖作為基因表達載體，製備出包埋有質粒 DNA 的殼聚糖納米微球，作為骨修復材料中的添加相，用以改善材料的細胞學特性。配製由生物玻璃微納米纖維、基因載體微球和PCL等材料構成的乳液體系，利用熱致相分離法製備複合Osterix質粒DNA的生物玻璃/PCL仿生骨組織工程支架。研究生物玻璃微納米纖維的微細結構、介孔大小及形貌、分布取向以及質粒微球的粒徑尺寸、工藝條件等因素對材料力學性能、生物活性、降解速率、離子釋放動力學以及基因調控特性的影響規律及機理。通過上述研究為仿生骨修復材料及支架的設計與製備提供新的思路和理論依據。 本課題主要研究內容和結論包括以下幾點： （1）製備出生物相容性好，表面結構及介孔尺寸大小可控的、具有高生物活性的微納米生物玻璃纖維。 （2）建立生物玻璃微納米纖維的離子釋放動力學模型，揭示生物活性材料的微納米結構—物理化學性質—離子釋放動力學-HCA礦化活性之間的關係。 （3）Osterix基因質粒的製備、鑑定及新型質粒轉染體系的建立。 （4）基因介導型複合骨修復體細胞學性能的研究。
