仿生骨组织工程材料的微纳制造与性能研究

作者：杨高洁; 陈俊孚; 吴苏州; 李丽坤; 刘昱

来源：中国材料进展, 2020, 39(09): 691-700.

DOI：10.7502/j.issn.1674-3962.201906002

• 仿生
• 微纳制造
• 成骨分化
• 血管化
• 骨再生

通过在植入材料表面构建仿生微纳结构,可以为机体细胞提供有利的微环境,从而提高细胞活性并促进组织修复。然而,到目前为止仍没有一种有效的骨组织工程材料能在成分和结构上同时模拟天然骨。因此,采用仿生矿化法复合微纳制造技术在仿生骨修复材料中构建了大规模可控的微纳结构,并且首次在体内证明了该材料的成分和可控有序的微纳结构能够长效促进血管化骨再生。研究结果表明:首先,通过复合高分子模板实现对仿生矿化羟基磷灰石纳米颗粒(HANPs)形貌的调控,而且微接触法将有序的微米图案大规模地整合入骨组织工程材料中;其次,大鼠间充质干细胞(r MSCs)在该仿生骨组织工程材料表面表现出高度取向生长,其成血管分化和成骨分化表达增加;同时,构建的大鼠颅骨缺损模型也证明了该仿生骨组织工程材料能促进血管化膜内成骨。这为控制干细胞定向分化提供了一种先进的研究平台,并为构建基于仿生微纳结构的新型仿生骨组织工程材料提供了有力的理论基础和实际依据,具有潜在的临床应用价值。

• 单位
  广东省焊接技术研究所; 华中科技大学