《鈦基生物功能化界面的構建及其成骨協同效應的研究》是依託重慶大學，由胡燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：鈦基生物功能化界面的構建及其成骨協同效應的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡燕
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鈦材植入體與組織間不良骨整合易導致植入體固定強度不足，造成植入體的鬆動並引發骨溶症。我國鈦基骨植入醫療器械的基礎研究相對薄弱，相關研究具有重大的國家戰略和臨床需求。本項目擬結合層層組裝技術、藥物釋放及基因治療技術，將多模態生物信號分子納米儲存器（功能基因/生物大分子納米複合顆粒、細胞因子/生物大分子納米複合顆粒、介孔矽-藥物/生物大分子納米複合顆粒等）等組裝到鈦材表面，構建類三明治結構的鈦基生物活性界面；從而實現鈦材界面功能藥物（阿倫磷酸鈉等）與生物活性分子（細胞因子，功能基因等）的高負載率並維持其長期生物活性，提高鈦材植入體與骨組織的整合性。本項目擬重點考察鈦基生物活性界面與細胞動態生物學信號交流行為，探索活性界面原位誘導骨形成及抗骨質疏鬆症的協同效應，並從細胞、分子水平探討、闡釋其界面原位調控機理；為開發具有自主智慧財產權的新型醫用鈦/鈦合金骨修復植入體奠定理論和套用基礎。
結題摘要
鈦材植入體與組織間不良骨整合導致植入體固定強度不足，造成植入體的鬆動並引發骨溶症。對於骨疾病患者，如患有骨質疏鬆症，骨移植手術面臨更大挑戰。為了提高鈦基植入體在骨疾病（如骨質疏鬆症）患者中的長期穩定性，本研究利用層層組裝技術，將生長因子（BMP2）及功能藥物（阿倫磷酸鈉、降鈣素）或功能基因組裝到鈦基材表面，構建活性納米存儲器細胞外微環境界面。通過體外及體內實驗考察了鈦基植入體表面功能分子與骨組織的相互作用。結果發現：(1)鈦材表面多層膜可以有效控制生物分子或功能藥物的釋放行為並保持其活性。（2）鈦基材表面釋放的生長因子(如BMP2)納米複合顆粒激活smad信號通路，調控下游成骨相關基因（如ALP、OCN、OPN、OPG等）的表達，進而促進鈦基界面骨生成。（3）鈦基材表面釋放的功能分子（如阿倫磷酸鈉、降鈣素等）有效抑制破骨細胞的分化及形成，調節骨質疏鬆性環境中骨的代謝平衡，提高了鈦基植入體在骨疾病患者中的長期穩定性。（4）鈦基界面納米顆粒雜化膜促進功能基因的轉染，實現材料界面與細胞的雙向交流。這些研究結果提示，鈦基活性納米存儲器仿生界面通過多層膜的降解調控生物大分子或多重活性納米顆粒的釋放，實現了生物/化學信號對成骨效應的協同調控。該研究為開發新型醫用鈦/鈦合金骨修復植入體奠定理論和套用基礎。
