基于凝胶模板原位沉淀及多级多孔技术的有机/纳米无机生物复合材料研究

设计和合成理想的复合型生物医用材料是材料领域的热点领域，本项目首次从原位出发，通过多级模板结合多级多孔方法制备有机/无机纳米复合材料。模拟天然环境有机模板原位诱导下生物仿生复合材料的矿化生长形式，利用宏观力学测试和多种现代微观结构和成分分析手段，优化实验条件，分别以极性小分子和多肽分子为次级模板修饰生物高分子水凝胶初级框架模板，探索多级有机模板与无机相界面分子的键合作用对晶体的调制规律，探讨复合材料中HAP晶体在有机基质中的大小、分散，以及有序排列问题，并辅以多级多孔成形技术进而开发出一类生物相容性好、表面活性高、在力学性能上有新突破且具多级构造特征的新型有机/无机纳米复合类骨材料。在此基础上，对复合材料的生物学性能进行评价，使这种复合材料应用于医用骨修复领域。项目将丰富生物医用骨修复材料领域的研究内容，具有重要的理论意义和应用前景。

该研究项目按项目任务书的内容开展工作，目前进展较为顺利，已经完成了主体工作部分。经过筛选和优化，主要选择壳聚糖和胶原两种具有高生物活性的高分子水凝胶作为第一级有机框架模板，并选择聚乳酸、柠檬酸、丝素蛋白和丝胶蛋白（此二者皆含有大量肽链分子）、碳纳米管等功能极性分子作为第二级模板加以修饰，在复合模板的调控下，运用课题组创新提出的原位沉淀技术模板法诱导无机矿物相磷酸钙的生长，无机矿物相羟基磷灰石的颗粒大小，在有机基质中的分布及排列取向都获得精密的调控，并且无机相和有机相结合牢固，在此基础上，辅以冻干成孔技术和本课题组创新提出的“一步合成法”成孔技术仿生合成了与自然骨有类似多孔结构的有机无机复合支架材料。通过对材料的力学性能测试和生物学性能进行评价，可获知合成的生物医用复合支架材料相容性好、表面活性高、在力学性能上有新突破且具有与自然骨类似结构的多级构造特征，在临床骨修复应用上有广阔的前景。该项目的研究成果丰富了生物医用骨修复材料领域的研究内容，具有相当价值的理论意义和实际应用前景。.在该项目的支持下，在国内外科学论文期刊发表文章10余篇，其中SCI论文已经发表4篇，在投2篇；核心期刊2篇，在线论文2篇，并申请相关专利一项。培养博士生2人，硕士生3人。.项目经费支出按照项目计划书中内容严格执行，未有太大变动。