CPC与hUCMSCs水凝胶微囊构建可注射组织工程骨及其转归机制

在前期对磷酸钙骨水泥(CPC)和脐带间充质干细胞(hUCMSCs)的研究中发现，CPC可被聚合物壳聚糖和羟乙酸乳酸聚酯可吸收缝合线有效强化，显著提高材料力学性能，同时具有良好的可注射性、可原位塑形固化、凝固后可转化为羟基磷灰石。hUCMSCs在磷酸钙骨水泥表面和被水凝胶囊化后仍具有良好的成骨分化能力。因此，本课题提出CPC和hUCMSCs水凝胶微囊联合构建可注射强化型组织工程骨的设想。采用体外和体内模型，应用材料力学、生物化学和基因表达等方法研究不同组分组织工程骨的力学特征和成骨作用。通过荧光基因体内示踪，观察荧光标记组织工程骨内hUCMSCs生长、迁移、分化，分析其在组织工程骨中成骨和血管化的作用，探讨组织工程骨的转归机制。以获得对组织工程骨的新认识，为骨组织工程学的新技术和新方法奠定基础。

按照项目研究计划，各项研究内容顺利完成，对项目的完成情况及取得成果报告如下：构建完成可注射强化型CPC/hUCMSCs水凝胶微囊组织工程骨，观察新型组织工程骨对基准骨缺损的修复作用。首次证明聚合物壳聚糖（Chitosan）和 PLGA纤维可显著增强CPC的力学性能；通过改良磷酸钙骨水泥复合物配方，显著提高了其可吸收性能，同时证明CPC保持有良好的材料力学性能和细胞生物相容性；海藻酸钠水凝胶脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells, hUCMSCs)微囊释放载体，可携带更多种子干细胞进入CPC内部;构建出可用于微创外科的新型强化型可注射、原位塑形、可降解组织工程骨，证实其具有良好的成骨作用；体外成功构建可注射、可塑形、可降解微囊化脐带间充质干细胞/强化型磷酸钙骨水泥组织工程骨，证实其具有良好的成骨作用。. 通过项目实施共发表学术论文：Dental research（IF: 4.144）1篇， Bone research 1篇和中华关节外科杂志1篇。已接受Molecular and cellular biochemistry （IF:2.388）1篇，修回Acta Biomaterialia （IF: 5.684）1篇，投稿Biomaterials, Bone research各1篇。申请中国发明专利2项，参编英文专著1篇。获得项目资助：国家自然科学基金（海外合作）项目1项，广东省自然科学基金项目1项，广东省科学计划项目1项，教育部出国留学人员启动项目1项，教育部博士点青年教师项目1项，入选首届广州市“珠江科技新星计划”，南方医院 “国家杰出青年培养计划”, 南方医科大学“国家杰出青年培养计划”和广东省高等学校“千百十工程”（校级）培养对象（见报告正文）。