具有基因激活作用的新型生物活性材料关键科学问题研究

将溶胶－凝胶技术与模板合成技术相结合，在大分子物质的调制下，合成具有高生物活性、良好的可调控降解特性基因激活特性的溶胶－凝胶生物玻璃纳米粉体、纤维及微囊（微米级）。研究材料组成－结构－性能三者的依从关系、揭示材料纳米团粒排列形式、介孔结构及工艺条件对材料生物活性、基因激活特性、降解特性、离子释放规律、生长因子、蛋白及细胞附着和迁移特性等影响机理，解决无机非晶态组织修复材料研究的关键科学问题。采用微囊包封与骨修复密切相关的生长因子及酶，并在骨缺损部位控制释放，进一步促进新骨形成及调控材料的降解速度。采用生物物质复合、元素微量掺杂、表面接枝及表面显微蚀刻等技术构建材料表面细胞特异性识别位点，介导细胞的粘附、迁移、增殖、分化、细胞外基质分泌及自组装形成新骨组织。所研制的材料在功能上具有显著的第三代生物材料的特征，具有优良的骨、齿组织修复功能。

根据目前国内外骨、齿修复材料的研究和应用现状及其存在的问题，本课题组提出“具有基因激活作用的新型生物活性材料关键科学问题研究”这一课题，旨在通过对新型生物活性玻璃及其所涉及的关键科学问题进行深入、系统的研究，研制具有自主知识产权的新型生物活性骨、齿科修复体，使其尽快进入我国临床修复领域，为我国广大患者服务。. 在项目实施开展的四年间，本课题组在合理使用经费的情况下，较好的完成了预期目标：（1）针对具有基因激活作用的新型生物活性材料研制这一总体目标，在溶胶-凝胶工艺的基础之上，运用胶体化学以及分子自组装理论，合成制备新型微纳米生物活性玻璃，实现微纳米表面、形态结构、尺寸大小可控；（2）运用各种先进的材料分析测试技术对本课题制备的新型微纳米生物活性玻璃进行了结构和性能的表征、分析。研究材料组成－结构－性能三者的依从关系、揭示材料组成、介孔结构及工艺条件对材料降解特性、离子释放规律、体外生物活性、基因激活特性、生长因子、蛋白及细胞附着和迁移特性等影响机理；（3） 深入研究表明新型微纳米生物活性玻璃具有调控细胞周期、基因激活、介导细胞粘附、增殖、分化，实现硬组织修复的功能，揭示了微纳米生物活性玻璃对于细胞行为的影响规律和影响机制，对于具有基因激活作用的新型生物活性材料研究具有重要的参考意义；（4）采用生物物质复合技术制备的基于新型微纳米生物活性玻璃的支架材料，实现了构建材料表面细胞特异性识别位点，介导细胞的粘附、迁移、增殖、分化、细胞外基质分泌及自组装形成新组织，具有优良的骨、齿组织修复功能；（5）通过体内及体外实验研究方法对新型微纳米生物活性玻璃及其支架材料的细胞介导、基因激活、组织修复等机理进行深入、系统的研究及理论分析，解决硬组织修复领域的关键问题。设计制作材料生物活性及降解性能的研究、评价装置，建立合理的动物实验模型和材料组织修复功能评价体系。. 在国内外学术期刊和学术会议发表研究论文61篇（其中三大索引收录54篇），申请国家发明专利11 项。建成学科交叉、结构合理的高水平研究团队，获得奖项3项。项目实施期间，培养青年学术骨干4名，博士后人员2名、博士研究生8名、硕士研究生15名。