多孔骨支架材料微结构对其血管化影响的量效机制研究

组织工程研究在很大程度上受制于移植物的血液供应，再血管化的质量和效率是制约载体材料实用性中亟待解决的"瓶颈"环节。任何促进材料血管化的手段都将依赖于材料的三维空间结构才能发挥效能。本课题组在前期研究中已经证实孔径和孔内连通径是影响材料血管化的两项关键结构参数，但二者影响材料血管化的生物学机制尚未阐明，存在的量效关系尚未深入研究。本课题以具有规则球形孔隙结构的可降解和非降解型生物陶瓷材料为蓝本，在精确控制材料孔径和连通径的技术基础上，通过研究材料孔径和连通径在体外模拟环境下对血管内皮细胞这一血管形成所需关键细胞的生物学行为的影响，以及对材料体内具体血管化效应的影响，并检测在体内骨和非骨环境下参与血管形成的相关细胞因子在空间和时间表达的规律性，从而阐明材料微结构影响其血管化的生物学机制，分析微结构和血管化之间的量效关系，为提出科学合理的生物材料微结构设计理念和精确参数体系提供理论基础。

组织工程研究在很大程度上受制于移植物的血液供应，再血管化的质量和效率是制约载体材料实用性中亟待解决的“瓶颈”环节。任何促进材料血管化的手段都将依赖于材料的三维空间结构才能发挥效能。本课题组在前期研究中已经证实孔径和孔内连通径是影响材料血管化的两项关键结构参数，但二者影响材料血管化的生物学机制尚未阐明，存在的量效关系尚未深入研究。本课题以具有规则球形孔隙结构的可降解和非降解型生物陶瓷材料为蓝本，在精确控制材料孔径和连通径的技术基础上，通过研究材料孔径和连通径在体外模拟环境下对血管内皮细胞这一血管形成所需关键细胞的生物学行为的影响，以及对材料体内具体血管化效应的影响，并检测在体内骨和非骨环境下参与血管形成的相关细胞因子在空间和时间表达的规律性，从而阐明材料微结构影响其血管化的生物学机制，分析微结构和血管化之间的量效关系，为提出科学合理的生物材料微结构设计理念和精确参数体系提供理论基础。孔径300-400µm的材料血管化程度最高，连通径120µm的材料血管长入最明显。为生物材料研究领域提供所急需的血管化结构参数标准，即孔径300-400µm，连通径120µm的β-TCP生物陶瓷。这将有助于优化材料的结构设计。找到了生物材料血管化的最优化的结构参数。