微藻生物矿化硅复合医用敷料研究

The diatom species in the ocean is more than 100,000, and the ratio of mineral content in diatoms reach to 95%. It is a kind of high quality breedable resources with high bioactivity and green environmental protection. In this project, diatom biosilica with fast hemostatic activity and promoting tissue regeneration was obtained through the algae screening, gene introduction and large-scale cultivation. The multi-functional composite biological dressing is constructed by combining diatom biosilica with thermosensitive chitosan hydrogel. The biosynthesis mechanism of functional biosilica, biological dressing construction technology and application of basic research is studied in this project to realize the high-valued development and application of biosilica in biomedicine field and the high-end medical biomaterials.

海洋中硅藻种类在10万以上，硅藻中矿化物含量占藻体比重的95%，是一类具高活性、可规模化培养且绿色环保的优质资源。本项目通过藻种筛选、基因导入、规模化培育获得兼具快速止血活性和促进组织再生功能的硅藻生物矿化硅，通过与温敏壳聚糖水凝胶结合，构建多功能复合生物敷料，开展功能化生物矿化硅基材料的生物合成、生物辅料的构建技术与应用基础研究。实现硅藻生物矿化硅在生物医药领域的高值化开发应用和高端医用生物材料的研发。

本项目围绕创伤组织再生修复的时序性特点，以硅藻生物矿化硅（DBs）和羟丁基壳聚糖（HBC）为基础材料研制创新生物敷料。利用工程技术原理和生物合成方法，建立了DBs结构组成的生物调控方法，实现了批次公斤级活性DBs材料的生产制备。利用低温碱溶体系，实现了壳聚糖均相修饰技术突破，研制出具有温度相变性能的HBC材料。在此基础上，研制出4种智能水凝胶生物敷料，包括温度敏感型水凝胶、双网络水凝胶、纳米相变水凝胶、HBC/DBs复合水凝胶，完成生物敷料活性组分和微观结构在精准止血以及创伤组织再生修复过程中的作用和机制研究，新材料可以与创面组织无缝贴合，维持湿润的修复环境，同时具有快速止血、抑菌、降低炎症反应、促进肉芽组织再生和加速创面愈合功效。研究成果对医用材料的生物制造和再生医学均具有重要意义。