《長效抑菌複合材料的構建及骨誘導再生性能研究》是依託中山大學，由李燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：長效抑菌複合材料的構建及骨誘導再生性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：李燕
- 依託單位：中山大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
頜骨放射性骨壞死（ORNJ）是放療誘發的嚴重併發症。以厭氧菌為主的多種細菌已被證實在其發病中的作用且ORNJ往往伴隨有骨缺損。目前，臨床上治療ORNJ，包括服用抗生素與術後重建，都有局限性。由生物材料製備的藥物載體不易同時實現抑菌與促骨再生，且存在初始釋放速度過快、釋放速度不穩定與所負載生物大分子的失活等問題。因此，本項目擬構建同時具有長效抑菌與骨誘導性能的結構規整可控的複合微球體系。通過酪蛋白調節製備多孔性羥基磷灰石（HAp）微球，輔以離子替換引入鋅，使得HAp自身具有長效抑菌特別針對口腔厭氧菌，與雙重促進骨再生的潛力。負載骨形成蛋白（BMP-2），通過表面改性提高BMP-2的穩定性與HAp在有機相（PLGA）中的相容性，最終製得複合微球體系。該體系，因無機載體自身具有抑菌性和骨誘導性，綜合可控的BMP-2緩釋，在治療ORNJ領域有很強套用潛力。
結題摘要
本項目成功製備了可促進骨再生的複合支架體系。先由濕化學法製備多孔HAp複合微球，後將其包埋在聚合物基質中。在水相中，探索了用有機質調節HAp微球成形的最優製備參數。研究了BMP-2的最佳負載條件以及表面改性的最佳方案。研究了複合支架的體外釋放行為以及促進骨再生能力。經酪蛋白等有機質調節，可由CaCl2與Na2HPO4水溶液成功製備分散性良好的HAp納米粒子，亦可成功引入Zn離子；還可先由酪蛋白調節製備CaCO3微球，再將其原位轉化為HAp。為模擬骨ECM，套用靜電紡絲將酪蛋白/碳酸鈣微球包埋在PCL纖維中，並通過明膠接枝表面改性。為尋找複合電紡纖維支架的最佳組成，製備了含不同濃度微球的纖維膜，微球的加入並沒有明顯改變纖維直徑。由於球霰石的存在，複合膜的生物礦化性能得到顯著增強。經過FDA染色法和MTT法，以及分析Runx2、COL-I和ALP等成骨基因的表達及監測ALP的活性，發現微球的存在促進了MSCs增殖和成骨分化，特別是樣品P-20表現出最優套用於骨組織工程的潛力。受酪蛋白（CA）具有天然的結合鈣離子能力的啟發，套用殼聚糖（CS）作為陽離子聚合物，採用層層自組裝技術製備了多層膜（(CA/CS)n）。多層膜有更多的羥基磷灰石晶體沉積。將MSCs接種到這些樣品上，與TCP對照組相比，多層膜顯著促進了MSCs粘附、增殖及成骨分化。深入研究組裝過程所獲得的客觀規律，有望指導其他活性表面的構建。該配方與該技術，避免了生物材料來源有限等不足，且可套用於具有任意形狀骨組織工程材料的表面改性，具有普適性。為構建具有骨誘導性且負載生長因子BMP-2的可注射三維支架體系，引入肝素，與酪蛋白協同調節碳酸鈣微球，將其作為生長因子緩釋的載體並與纖維蛋白膠複合，製備可注射三維支架，後對該支架的骨誘導性能進行體外評價。肝素的添加有助於生長因子的組裝，且引入碳酸鈣，纖維蛋白膠支架能促進幹細胞成骨分化，尤其以添加BMP-2後效果最為明顯。
