《骨骼中羥基磷灰石分離機理與成骨細胞相容性研究》是依託天津理工大學，由宋蔚擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：骨骼中羥基磷灰石分離機理與成骨細胞相容性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：宋蔚
- 依託單位：天津理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
羥基磷灰石是天然骨組織的主要無機成分，具有良好的生物相容性和骨傳導作用，是公認性能良好的骨修復替代材料。現有人工合成的產品與人體羥基磷灰石在性能上存在差距，而從天然動物骨製備的產品與人體骨骼更為接近。離子液體具有良好的溶解能力和可設計性，改變陰陽離子不同組合可使其具備特殊功能。前期初步研究了豬骨在離子液體[EMIM]Br中的溶解過程，提取得到了與人體骨相近的羥基磷灰石。擬在基金支持下開發選擇具有生物相容性、低成本功能性離子液體；並依據氫鍵和鹽鍵理論，深層次探討離子液體對動物骨骼溶解機理、探索求證溶解規律，解釋溶解歷程。離子液體溶解有機骨膠原、製備分離骨膠原及羥基磷灰石的研究，具有製備條件要求低，對環境負面作用小，所需時間短，羥基磷灰石得率高，與人體骨結構匹配的特點，可為人體硬組織替代材料的開發和研究提供有發展前景的新途徑，也為生物質在離子液體中溶解工藝過程控制提供理論支持。
結題摘要
本項目採用離子液體進行了動物骨骼溶解實驗研究，離子液體是綠色溶劑，溶解動物骨分離提取羥基磷灰石（HAp）工藝具有製備條件要求低，對環境負面作用小，所需時間短，HAp得率高且與人體骨結構匹配的特點。 合成製備了不同類型離子液體，綜合對比了動物骨溶解率、提取HAp得率、物化性能、成本以及離子液體製備等條件，選出了對動物骨具有良好溶解作用和生物相容性的離子液體。完成了離子液體對動物骨溶解提取HAp工藝、HAp分離機理和溶解過程動力學研究，用提取的HAp進行了羥基磷灰石/膠原仿生複合材料製備,並對提取的HAp及複合材料進行了表征和性能分析以及生物相容性試驗。 對提取HAp進行的紅外光譜（FTIR）、X-射線衍射（XRD）、差示掃描量熱法（DSC）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜儀（EDS）和熱重分析（TG）等表征分析，可知提取的HAp晶格與人骨HAp相似，結晶度較完善，Ca/P原子計數比約為1.67；對未溶骨及再生物質進行表征及離子液體骨溶解機理分析，可知離子液體骨溶解符合EDA理論及氫鍵理論；對骨溶解歷程分析得出了離子液體中骨膠原的降解反應動力學方程。回收溶解後濾液中的離子液體結構沒有變化，保持了原有的性能，且回收率不低於90%，可以多次重複利用，降低了成本。 對提取HAp進行熱原試驗及溶血試驗，可知提取的HAp無致熱源性，無致溶血性，符合生物材料安全性評價熱原試驗要求及溶血實驗要求；對羥基磷灰石/膠原複合材料進行生物相容性研究可得：複合材料有輕微的急性毒性和輕微過敏性，無致熱源，無致溶血性，符合生物材料安全性評價熱原試驗要求、全身過敏性實驗要求及溶血實驗要求；提取的HAp及複合材料都具有一定的生物相容性。 選用離子液體為溶劑，採用不同方法提取動物骨中的HAp，一方面可以將大量廢棄的動物骨加以利用，變廢為寶；另一方面，與化學合成的HAp相比，天然提取的HAp在物理性質、化學性質及生物相容性方面都更接近於人體骨骼中的HAp，在醫學骨科領域有著更廣泛的的臨床套用，有望成為一種新型的骨損傷修復材料。
