魔芋葡甘聚糖/透明質酸鈉纖維支架材料的研究

《魔芋葡甘聚糖/透明質酸鈉纖維支架材料的研究》是依託昆明理工大學，由陳慶華擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：魔芋葡甘聚糖/透明質酸鈉纖維支架材料的研究
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：陳慶華
• 依託單位：昆明理工大學

項目摘要

魔芋葡甘聚糖源於中國特有物種天南星科的魔芋，魔芋在中國以雲南種屬最多。魔芋葡甘聚糖是一種帶有支鏈的直鏈植物多糖，有交聯性好、成型簡易、有一定強韌性等優點，透明質酸作為軟骨基質中重要的蛋白多糖，在維持軟骨細胞表型、促進軟骨機制分泌等方面發揮了重要的作用。利用以上兩個材料的這些優點，研究魔芋葡甘聚糖/透明質酸複合纖維支架材料的製備方法及科學原理，如該支架材料成分、微觀多孔結構和材料的生物力學性能之間的關聯性及其交在線上制；支架材料在體外的降解性和與骨髓間充質幹細胞的體外相容性（細胞粘附性、增殖性和毒性）；該支架在動物（小鼠）體內環境下的降解性、相容性以及骨髓間充質幹細胞在支架與體內(兔)微環境下的分化表達。通過研究，完善材料的製備工藝，改進支架的生物力學性能，初步獲得體內外支架材料的相容性和降解性，為材料作為軟骨修復支架進行基礎性工作。

結題摘要

為製備適用於關節軟骨損傷修復的軟骨組織工程支架材料，本項目以魔芋葡甘聚糖（KGM）和透明質酸鈉（SH）為核心，利用紡絲技術結合交聯處理充分發揮兩者的優勢，製備了KGM/SH複合纖維支架。全面地、系統地研究了支架成分、微觀多孔結構和材料的物理、生物力學性能以及降解率之間的關聯性及其交在線上制；複合支架在體外/體內的降解性和細胞粘附性、增殖和毒性；骨髓間充質幹細胞在體內微環境下的分化表達。主要的研究成果如下：獲得了孔徑為100~500 μm, 孔隙率滿足70%~90%，適合軟骨細胞生長的多孔三維結構的KGM/SH複合纖維支架材料以及調控上述參數的工藝理論；通過正交試驗獲得了KGM/SH多孔纖維膜支架物理、力學性能最優的製備工藝、原料及工藝對其的影響規律和相關強化機制；獲得了交聯處理下KGM與SH的複合機理以及交聯處理對支架熱穩定性和結晶度的影響；獲得了原料及製備工藝對KGM/SH複合纖維支架降解性的影響規律並通過控制上述參數實現了對支架降解過程的調節；複合支架在1~5個月表現出良好的降解性；獲得支架材料對幹細胞粘附、增殖、毒性的影響規律以及生物學綜合性能評價；通過最佳化，製備的KGM/SH複合纖維支架的三維網狀結構好，孔隙率高；其力學性能匹配且降解可控；表現出較好的生物相容性和生物活性。本項目共培養了碩士研究生12名和博士研究生1名；研究成果用以發表科研論文25篇，包括17篇期刊論文和8篇會議論文（EI收錄17篇）；並申報了16項專利（已授權7項），為開發軟骨組織工程支架材料積累了豐富的理論經驗和科學基礎。在本項目的支持下；課題組購進SS-1334型靜電紡絲設備1台並完成了無菌超淨生物培養試驗室的建設改造；課題組成功獲批昆明理工大學生物功能材料學科方向團隊；並進一步加深與義大利骨科研究所、成都軍區昆明總醫院、昆明醫學院附屬第二醫院等單位的科研合作；同時與雲南白藥集團股份有限公司達成合作協定，開展為期3年共30萬元的校企合作項目。