环境响应型智能海藻酸钠-壳聚糖微囊包封人胚干细胞对原位成型磷酸钙骨水泥改性的研究

This topic according to the international forefront of artificial bone repair materials of in situ setting theory and environmental-responsive smart biomaterial theory, and based on previous research results,research the new type of β-TCP/calcium phosphate bone cement material in situ biocompatibility and degradation speed. According to the latest environmental-responsive microencapsulated technology , the sodium alginate-chitosan microencapsulated human stemcells and microencapsule structure are studied; Analysis of microencapsulated human embryonic stem cells broken capsules and the degradation rule and regulation methods in response to the change of temperature, pH. Analysis of cell activity of microencapsulated human embryonic stem cells in macroporous calcium phosphate cement. This topic will provide the theoretical and experimental basis for empoldering the new type of in situ setting calcium phosphate cement which has own intellectual property rights and international level.

本课题根据国际前沿的原位固化人工骨修复材料和环境响应型智能生物材料的研究理论，基于前期科研成果，研究改性新型原位固化型β-TCP/磷酸钙骨水泥材料的降解速度和生物相容性。根据国内外最新的环境响应型微囊化技术，研究海藻酸钠-壳聚糖微囊化人胚干细胞的方法及微囊结构；分析人胚干细胞微胶囊的破囊和降解规律以及通过温度、pH外界环境刺激调控微囊的方法。分析微囊化人胚干细胞复合原位成孔磷酸钙骨水泥材料后的细胞活性。为最终开发具有国际水平、拥有自主知识产权的新型原位固化骨水泥材料奠定理论和实验基础。

本课题根据国际前沿的原位固化人工骨修复材料和环境响应型智能生物材料的研究理论，基于前期科研成果，研究了改性新型原位固化型β-TCP/磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥的的制备和理化性能。并进行了材料的体外细胞相容性实验及两种磷酸钙骨水泥浆料固化过程对细胞影响的初步研究。β-TCP/磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥的动物体内植入实验研究了材料的生物相容性和降解成骨能力。根据国内外最新的环境响应型微囊化技术，研究海藻酸钠-壳聚糖-海藻酸钠（ACA）微胶囊的制备及其强度和通透性检测、ACA包封小鼠骨髓间充质干细胞的制备及性能检测和微囊化小鼠骨髓间充质干细胞复合原位成孔磷酸钙骨水泥材料后的细胞活性及成骨向分化能力。研究结果表明β-TCP/磷酸钙骨水泥和壳聚糖微球/磷酸钙骨水泥具有良好的体外细胞相容性和体内降解、成骨活性，微囊化小鼠骨髓间充质干细胞复合原位成孔磷酸钙骨水泥材料后具有良好的细胞活性及成骨向分化能力。本课题为最终开发具有国际水平、拥有自主知识产权的新型原位固化骨水泥材料奠定理论和实验基础。