贻贝仿生表面微工程化生物活性陶瓷骨组织工程支架的研究

The regeneration of large bone defects is one of most challenging issues clinically. Bone tissue engineering approach has come into focus as an alternative source for large bone regeneration. However, up to now, the osteogenesis in the inner of large-size scaffolds are not quite ideal, in which one of major reasons is the insufficient bone-forming cell adhesion in the inner of large-size scaffolds. Inspired by the universal adhesion of mussels, the aim of this project is to establish a biomimetic method to modify the surface of pore walls for different kinds of bioceramic scaffolds in order to improve cell adhesion and other biological response as well as biomineralization of scaffolds. The significance of this project is that the study will provide novel methods to potentially solve the issues of insufficient osteogenesis in the inner of large-size scaffolds.

大块骨缺损修复是众多临床骨缺损治疗病例中最具有挑战性的问题之一。虽然骨组织工程为解决骨修复提供了一种比较优越的方法，但是在修复大块骨缺损中，大尺寸支架材料仍然存在缺乏有效成骨的问题，其中一个主要原因就在于目前的组织工程支架材料中间部位缺乏有效而足够的骨细胞粘附。受海洋生物贻贝的广泛粘附能力的启发，本项目的主要研究目的是利用贻贝的广泛粘附特性，建立一种能适用于不同类型的生物陶瓷支架的仿生修饰方法，通过仿生修饰多孔陶瓷支架孔壁的表面，提高支架对骨细胞粘附等一系列细胞生物学响应以及生物矿化能力。本项目将为解决组织工程研究领域中大块支架材料内部"成骨不足"等关键性问题提供新思路和新方法。

大块骨缺损修复是众多临床骨缺损治疗病例中最具有挑战性的问题之一。虽然骨组织工程为解决骨修复提供了一种比较优越的方法，但是在修复大块骨缺损中，大尺寸支架材料仍然存在缺乏有效成骨的问题，其中一个主要原因就在于目前的组织工程支架材料中间部位缺乏有效而足够的骨细胞粘附。受海洋生物贻贝的广泛粘附能力的启发，本项目利用多巴胺对陶瓷块体及3D打印生物活性陶瓷支架进行了仿生修饰，并系统研究了聚多巴胺的形成对于细胞在陶瓷表面粘附、增殖、体外矿化及体内成骨的影响，建立了一种能适用于不同类型的生物活性陶瓷支架的仿生修饰方法。该项目实施过程中，共发表SCI论文26 篇，包括Advanced Functional Materials (IF=11.805), Biomaterials (IF=8.557), Journal of Controlled Release (IF=7.705), ACS Applied Materials & Interfaces (IF=6.723), Acta Biomaterialia (IF=6.025) 等，出版专著1部，申请专利3项，培养博士研究生4名，硕士研究生1名。该项目的实施，为解决组织工程研究领域中大块支架材料内部“成骨不足” 等关键性问题提供了新方法。