壳聚糖-磷酸化壳聚糖聚电解质复合物水凝胶的组装与仿生矿化

摘要 背景：依据生物矿化有机基质模版调控无机晶体生长理论,采用分子仿生技术构建人体硬组织修复材料是目前生物材料研究的热点之一。但是目前还未见构建聚电解质复合体有机基质模板进行骨组织修复材料仿生合成的报道。 目的：以聚阳离子壳聚糖与其聚阴离子衍生物磷酸化壳聚糖形成的聚电解质复合物水凝胶作为生物矿化有机基质模板的预组织形式,进行生物材料仿生合成。 方法：首先对天然聚阳离子多糖壳聚糖进行磷酸化改性,合成聚阴离子的磷酸化壳聚糖;然后通过聚阳离子壳聚糖溶液与聚阴离子磷酸化壳聚糖溶液复合,形成聚电解质复合物水凝胶;最后将获得的聚电解质复合物水凝胶浸入钙磷过饱和液中,诱导磷灰石晶体在水凝胶基质的调控下沉积生长。通过傅里叶红外光谱、X射线衍射、扫描电镜进行表征观察。 结果与结论：阳离子壳聚糖与聚阴离子磷酸化壳聚糖相互作用,形成多孔的聚电解质复合物水凝胶,此水凝胶可以诱导磷灰石晶体的生长。从而仿生合成了一种新型的有机无机复合生物材料。 关键词：壳聚糖;磷酸化壳聚糖;聚电解质复合物;水凝胶;仿生矿化 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.018     

细菌纤维素模板合成研究进展

细菌纤维素是一种新型的天然纳米生物材料,它具有独特的物理、化学和机械性能,并且具有较高的生物活性、良好的生物相容性和生物可降解性。细菌纤维素本身是一种具有多孔性结构及一定孔径分布的高分子材料,其孔径在纳米数量级,大量的纳米级介孔可作为“模板”使用。以细菌纤维素为模板,可通过仿生合成路线合成三维网状结构的纳米级复合材料,也可以在超细微纤网络结构中稳定和分散易聚集成团或束的聚合物结构,并进一步将细菌纤维素模板移除,从而改变或优化所复合物质的性质。还可以利用细菌纤维素模板与无机物之间的协同作用制得具有内部通道的新型中空分子筛,从而合成各种纳米级的金属氧化物中孔网络结构。文章就目前以细菌纤维素为模板的合成研究进展进行初步探讨。     

骨组织工程支架材料的种类及发展趋势*

摘要：组织工程支架材料不仅在细胞黏附、增殖和新骨组织形成中为细胞提供结构支撑,而且还起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构。寻找一种既有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状的支架材料是骨组织工程的一个重要方面。文章对用于骨组织工程支架材料的天然高分子材料、人工合成聚合物及无机材料及复合材料等的研究现状进行探讨,并分析这些材料的优缺点及骨组织工程支架材料的发展趋势。     

多孔无机材料在生物医学和医药领域中的应用★

多孔无机材料是一类具有规则孔结构的固态化合物，可以是晶体或是无定形的，由于其内部孔腔尺寸分布范围宽和拓扑学结构的多样性成为一类性能优异的新型功能材料。多孔无机材料具有离子交换、择形吸附和催化等与生化过程密切相关的独特性能，被广泛地应用在吸附、非均相催化、各类载体和离子交换等领域，受到全世界研究者的普遍关注。文章综述了近年来多孔无机材料在生物医学和医药领域中的研究状况及发展前景，目前对于多孔无机材料在生物医学和医药领域中的研究致力于固定化酶、模拟酶、生物传感器、缓/控释药物载体、抗菌助剂及抗癌药物助剂等诸多方面的应用。     

组织工程骨和外科人工植入物的仿生技术研究○

学术背景：虽然已经有应用组织工程骨修复颅颌面骨缺损的报道，但因其缺乏植入早期的力学强度，尚不能应用在四肢负重部位修复骨缺损。 目的：探讨负重组织工程骨的新型支架的仿生力学设计、多孔纯镁支架的仿生形态学设计和多孔纯镁支架仿人骨材料表面涂层的仿生技术，以及其他负重组织工程骨候选支架仿生技术和外科人工金属植入物仿生表面涂层技术的发展现状。 检索策略：应用计算机检索EI数据库1899/2007与仿生材料相关的文献，并以ELSERVIER、Springer、万方外文文献数据库以及 CHKI中文数据库文献索引为辅助，英文检索词“Biomimetic materials”，中文检索词“仿生学”。纳入与仿生学、仿生力学、仿生材料及技术相关的文章。 文献评价：共得到3 501个索引，选择35篇完全符合标准的文献进行综述。其中有关仿生学1篇，生物力学1篇，组织工程用仿生材料1篇，负重组织工程骨的新型支架3篇，医学用金属材料的仿生表面涂层技术12篇，医学用生物陶瓷的仿生表面涂层技术1篇，医学用生物高分子聚合物的仿生涂层技术4篇，纳米生物有机物大分子和生物无机物分子的自组装6篇，生物材料的体积修饰或改性2篇。 资料综合：①为解决负重组织工程骨早期力学强度不足问题， 仿生涂层的多孔纯镁新型支架是临床试用前期研究最佳候选方案，仿生涂层的多孔纯钛支架，可能作为上述研究的其他选择。②多孔双相生物陶瓷支架压缩强度较低，可能不足以解决问题，利用仿生技术对整体修饰或改性可能是有前景的。③多孔生物高分子聚合物支架，可以利用仿生技术对整体修饰或改性以改善力学性能，但是效果非常有限。 结论：到目前为止还不能解决负重组织工程骨的早期力学性能不足问题。外科植入物金属，以及多孔生物金属、生物陶瓷、生物高分子聚合物等组织工程骨支架表面，均可利用仿生涂层技术进行表面修饰或改性。     

液态纳米骨修复材料★

摘要：检索Pubmed数据库和中国期刊全文数据库文献，总结各种类型和性质的纳米骨修复材料的研究现状及最新进展。纳米仿生骨常用多孔陶瓷为支架,在体外培养细胞,扩增形成骨组织再植入体内。常见的原料有纳米磷酸钙／胶原材料、多孔仿珊瑚人工骨、纳米羟晶磷灰石/胶原仿生骨、纳米羟基磷灰石／胶原材料、脱钙骨基质/胶原材料等。羟基磷灰石、氧化铝陶瓷、磷酸三钙是用于制备纳米陶瓷的材料。纳米陶瓷是最常用的组织工程材料。纳米复合陶瓷材料有良好的生物相容性。以钙为主要成分，采用最新的生物纳米技术合成的可吸收注射型纳米骨浆具有自塑能力，植入后重塑良好。这些结果证实，纳米骨修复材料的主要用途是作为细胞外支架和骨折的固定材料，已在组织工程和生物材料研究中显示出优异的生物学性能及广阔的应用前景。     

琼脂-羟基磷灰石复合物的仿生合成及细胞相容性

背景：以有机大分子作为矿化模版进行骨组织修复材料的仿生构建，是目前骨修复材料的研究热点。而将琼脂应用于骨修复材料的报道较少。 目的：仿生合成一种由琼脂和羟基磷灰石组成的新型纳米复合骨组织修复材料，评价其理化性能和细胞相容性。 方法：①将一定量的非纳米羟基磷灰石的盐酸溶液，加入一定量的琼脂溶胶中，调整反应体系的pH值至7~8，然后将反应形成的复合物冷冻干燥后即得琼脂-羟基磷灰石复合材料。②将第3代SD大鼠骨髓基质细胞与琼脂-羟基磷灰石复合材料共培养，于培养1，3，5 d时观察细胞生长情况。 结果与结论：X射线衍射仪，傅里叶变换红外光谱仪，热分析仪，透射电镜和扫描电镜对材料进行表征分析，显示琼脂良好控制了磷灰石晶体的生长，纳米的磷灰石晶体均匀分布在琼脂纤维中，琼脂-羟基磷灰石复合物具有多孔结构。共培养3，5 d时骨髓基质细胞在复合物中生长良好，并有较明显的细胞骨架形成。提示琼脂-羟基磷灰石复合物具有良好的理化性质和细胞相容性。 关键词：琼脂；羟基磷灰石；仿生合成；细胞相容性；骨修复材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.008     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用差距*

摘要：骨组织工程在解决临床骨缺损这一棘手问题中具有许多优势,近年来引起许多研究人员的关注。目前组织工程生物衍生骨是骨缺损治疗的新突破点,文章针对骨组织工程的3个基本要素：支架材料、种子细胞和成骨因子作一总结。指出模拟天然骨形成机制,制备出仿生径向梯度分布、生物活性、无机物增强相与可降解材料复合且多孔的细胞支架材料,将是未来骨组织工程用支架材料的发展趋势。     

钛基植入物材料纳米涂层修饰促骨整合性能研究进展

钛基金属材料具有优越的力学性能,弹性模量低,抗腐蚀性强,生物相容性好,是目前骨科常用的内固定材料。但是,钛基金属自身的生物惰性对其作为骨植入物的骨整合性能有一定影响。通过对钛基金属表面涂层修饰来提高骨整合性能是目前骨植入物材料研究领域的热点。无机钙磷酸盐材料以及有机生物分子（包括细胞外基质成分,生长因子以及酶分子等）获得了广泛的研究,有机－无机复合物涂层显示出良好的应用前景,有望作为新的涂层材料来提高钛基金属材料的骨整合性能以及生物效能。     

生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸仿生复合支架的成骨及矿化效应*☆

背景：研制具有结构与功能化仿生作用的骨修复替代材料，应在模拟体内细胞生长环境中进行。 目的：观察生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸仿生复合支架材料植入体内后诱导成骨和促进矿化的能力。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2005-06/2006-02在南方医科大学珠江医院血液科实验室完成。 材料：生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸支架、生物活性玻璃/胶原蛋白支架和58S生物玻璃支架为自制。40只健康成年日本大耳白兔制造两侧桡骨10 mm骨缺损模型。 干预：将40只模型兔随机分成4组，生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸组12只、生物活性玻璃/胶原蛋白组12只、58S生物玻璃组12只分别植入相应支架材料，空白对照组4只不植入任何物质。 主要观察指标：检测植入材料2，4，8，12周后缺损部位X射线、硬组织切片、骨形成率和矿化沉积率。 结果：40只模型兔80条桡骨全部进入结果分析。①术后所有动物伤口愈合良好，未发生骨折。②生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸组术后4周硬组织切片可见大量玫瑰红色新骨和绿色骨小梁形成，术后12周支架已基本由新生骨组织替代，哈弗系统形成；术后8周X射线显示骨皮质连接完整，12周缺损完全修复，髓腔基本再通。③生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸组术后4周的矿化沉积率和新骨形成速率比58S生物玻璃组高出了2.85倍和3.16倍，且明显优于生物活性玻璃/胶原蛋白组（P < 0.001）。 结论：生物活性玻璃/胶原蛋白/透明质酸/磷酸丝氨酸仿生复合支架在诱导成骨和促进生物矿化方面性能优越，其矿化机制有待进一步观察探讨。     

可注射性骨替代材料的生物学特性与临床应用*☆

摘要：可注射骨替代材料可经皮注射治疗骨缺损,包括有机植骨材料和无机植骨材料,其中一些材料还可做为载体与细胞复合形成组织工程化复合材料进行注射植骨,提高植骨融合率。发展可注射性骨替代材料为骨科一些相关疾病治疗开辟一条新途径。文章分3部分介绍了有机植骨替代材料、无机植骨替代材料和骨组织工程载体材料的生物学特性和临床应用。骨组织工程研究尽管已取得初步成效,仍面临许多难题,例如,细胞外基质材料的选择和制备、细胞与载体的复合和移植等,均有待进一步研究。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

摘要 背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等，上述材料各有优缺点，为了充分发挥各类材料的优势，弥补其不足，目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原，并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料，扫描电镜观察支架材料表面微观形貌；采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合，高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律；将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上，以未复合多肽的支架材料作为对照，检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状，孔径10~100 µm；骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出；在复合多肽的仿生支架材料表面，骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05)，而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料，具有良好的细胞相容性。 关键词：支架材料；骨形态发生蛋白7多肽；壳聚糖；胶原；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；细胞相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.014     

胶原材料生物学特征及其在牙周组织工程中的应用

学术背景：牙周病治疗的目的是重建丧失的牙周组织,形成新附着及牙槽骨再生。在牙周组织工程中选择合适的支架材料是一个首要的问题,胶原由于其独特的生物学特征而被应用于牙周组织工程。 目的：针对胶原的生物学特征及其在牙周组织工程的应用现状做一综述。 检索策略：应用计算机检索Medline(ovid) 数据库1996-01/2007-10关于胶原及其在牙周组织工程应用方面的文章,检索词“collagen,tissue engineering,periodontal diseases ,periodontal tissue engineering”,并限定语言种类为“English”;同时检索中国期刊全文数据库1996-01/2007-10的相关文章,检索词“胶原、组织工程、牙周病、牙周组织工程”等;同时手工检索相关书籍。纳入标准：胶原及其在组织工程和牙周组织工程中的研究现状;对具体研究的回顾调查。排除标准：重复性研究。 文献评价：初检得到63篇文献,排除33篇重复性研究,纳入30篇。其中8篇论述了胶原的生物学特征,22篇论述了胶原在组织工程和牙周组织工程中的研究现状。 资料综合：在牙周组织工程中支架材料起着非常重要的作用,选择合适的载体是一个首要解决的问题。胶原不仅可生物降解, 促进细胞生长代谢, 还可与其他合成或天然高分子、无机或有机材料以及生物材料复合, 这些优点使其在牙周组织工程中优势明显。 结论：胶原材料具备良好的生物安全性和相容性,因此被用于牙周组织工程的支架材料,并可通过与其他高分子材料复合改善其部分性能。     

骨形态发生蛋白与骨缺损的修复

骨缺损发生后，骨的生理连续遭严重破坏，在利用外源性骨形态发生蛋白治疗时，必须有适合的载体，通过该载体将外源性骨形态发生蛋白及其它生长因子释放到骨质缺损部位，诱导新骨形成从而达到治疗目的。骨形态发生蛋白的载体材料很多，主要包括无机材料、高分子聚合材料、生物性材料以及这些材料的复合物，但各有不足之处。许多学者对其加以改进，使其更有利于发挥骨形态发生蛋白的诱骨活性。载体或局部基因释放的骨形态发生蛋白可有效修复骨缺损，为治疗骨缺损提供了新途径。     

抗感染聚乙烯材料表面生物被膜形成的抑制*☆

背景：引起高分子材料相关感染的主要原因是材料表面形成了生物被膜,因此要预防此类感染不仅需要材料对表面接触的浮游菌有良好的抑制和杀灭效果,更需要抑制致病菌在表面形成生物被膜。 目的：观察抗感染聚乙烯材料的抗菌效果以及在菌液中对材料表面生物被膜形成的抑制作用。 设计、时间及地点：体外对比观察实验,于2007-01/2008-01在中科院理化所工程塑料国家工程研究中心完成。 材料：有机抗菌剂为2, 4, 4’-三氯-2’-羟基二苯醚;无机抗菌剂为玻璃基银系抗菌剂;低密聚乙烯。 方法：低密度聚乙烯与有机和无机两种抗菌剂混合后先挤出造粒,然后注塑成片。 主要观察指标：①用活菌平板计数法测定材料的抗菌性能。②平板超声波法检测材料表面细菌密度及判断生物被膜的形成情况。 结果：①两种改性抗菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有良好的抗菌效果,抗菌率达到99.9%。②添加有机抗菌剂的试样可以在生物被膜成熟前显著杀灭样品表面的细菌,阻止细菌在其表面黏附和繁殖,从而抑制生物被膜形成。空白试样和无机抗菌试样表面均有大量细菌黏附。 结论：有机抗感染聚乙烯材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有良好的抑菌作用,可抑制细菌在材料表面形成生物被膜。     

5000/聚醋酸乙烯酯多孔材料的制备及表征(英文发表）

背景：多孔聚合物材料的制备中，泡孔的直径及其分布的控制是当前研究中的难题，但目前尚无有效的解决办法。 目的：采用高内相比乳液模板法，以Span80为引发剂，制备聚醋酸乙烯酯多孔材料，研究制备工艺对其泡孔直径及其分布的影响。 设计、时间及地点：于2008-12/10在泰山医学院高分子化学实验室完成。 材料：苯乙烯，分析纯。二乙烯基苯，分析纯，。Span80,。苯乙烯(St)，分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司；二乙烯基苯（DVB），化学纯，天津市永大化学试剂开发中心；Span80乳化剂，化学纯，天津市广成化学试剂有限公司；过硫酸钾，分析纯，天津市纵横兴工贸有限公司 。 方法：向装有电动搅拌器和温度计的250ml三颈烧瓶中加入连续相（苯乙烯、二乙烯基苯、致孔剂等）和乳化剂,搅拌并通过蠕动泵缓慢滴加含有过硫酸钾和CaCl2的水溶液，并控制反应温度。滴加完毕后，继续搅拌，然后移至60℃的水浴中继续聚合。然后，将聚合好的坚硬的固体，切成1cm 厚的小圆盘状，装入Soxlet提取器中，用无水乙醇作溶剂，抽提48小时。再将抽提好的固体放入烘箱中，在60℃下干燥48小时即可制得聚醋酸乙烯酯多孔材料。 多孔材料的泡孔和通道尺寸及其分布是表征多孔材料断面形态的重要参数。将烘干后的多孔材料小心掰断,将断面喷金，用扫描电镜进行观察。用3H-2000Ⅱ型全自动氮吸附比表面积测试仪测定多孔材料的比表面积。 主要观察指标：多孔材料的泡孔直径、泡孔形态。 结果：制备的聚醋酸乙烯酯多孔材料经过电镜分析，表征了它的泡孔形态， 结论：用高内相比乳液模板法，可以制备出泡孔直径可控的多孔材料。