介孔氧化硅纳米材料在骨组织工程中的应用

组织工程骨作为一种极具潜力的新型骨移植材料,有效弥补了现今骨修复材料的缺陷。其中介孔氧化硅纳米材料由于具有比表面积大、生物相容性好、可进一步加工修饰等优点,适合骨组织工程对材料的需求,具有较好的应用前景。针对前期已开展的基础科学研究成果,本文综述了介孔氧化硅纳米生物材料的基本特性和其在骨组织工程中的应用优势,并从药物载体和支架成分两个方面综述了其在骨组织工程中的研究现状,其中药物载体方面主要介绍负载药物的种类和负载方法,支架成分方面则将含有介孔氧化硅纳米材料的支架分为无机支架、有机支架和复合支架三类,并标注了各种支架在微观结构、药物释放动力学、力学性质以及所培养细胞的分子学和细胞学行为等一个或多个方面的突出优点。此外,本文还介绍了介孔氧化硅纳米材料在骨粘合剂中的应用,以及金属离子的引入。最后对介孔氧化硅纳米生物材料在骨组织工程领域的发展方向提出了设想。     

纳米组织工程支架构建及细胞学研究进展

当材料颗粒或纤维等的尺度在1～100 nm范围内时会表现出与同质大尺度材料所不具有的特殊物理、化学性能,该尺度材料被称为纳米材料[1-4].纳米材料或普通材料经纳米修饰后,如:添加纳米级(1～100 nm)颗粒、纤维、凹槽、纹理等,所产生的明显有异于亚微米级以上尺度材料的理化性质我们称其为材料的纳米特性.体外实验研究表明生物材料的纳米特性对细胞的形态、行为、功能有着广泛的影响.提示我们可以利用纳米材料构建组织工程支架或对材料表面进行纳米修饰使其具有独特的纳米特性,从而在不同材料甚至材料的不同部位对细胞的排列、走行、分化方向和功能变化进行调节.     

仿生组装纳米羟基磷灰石/壳聚糖骨修复材料的制备及其生物相容性研究

目的 探讨以一种简单、廉价的方法制备纳米羟基磷灰石/壳聚糖(n-HA/CS)复合材料,并评价其理化特征和生物相容性. 方法采用原位沉析和冷冻干燥法制备n-HA/CS支架,通过扫描电镜、组织切片染色、X线衍射和傅立叶红外光谱分析其微观形貌和组成;采用万能材料试验机分析材料的力学性能.采用材料浸提液和表面接种考察n-HA/CS复合材料对第3代人骨髓基质干细胞(hBMSCs)黏附、增殖的影响,评估其细胞相容性.将n-HA/CS复合材料植入新西兰大白兔背部肌袋,经组织学染色后评价其组织相容性. 结果 n-HA/CS复合材料具有多孔结构,孔隙率为(88.65±2.34)%,孔径为(112.63±20.47) μm,HA晶体颗粒长度为200～700 nm,且分散均匀;X线衍射和红外光谱分析表明合成的HA是含CO32-弱结晶纳米晶体.材料的断裂强度为(1.47±0.15)MPa,弹性模量为(37.52±3.43)kPa,可满足非负重部位骨修复要求.n-HA/CS材料浸提液未明显抑制hBMSCs的增殖,直接接种在n-HA/CS复合材料表面的细胞黏附、增殖功能正常;组织相容性实验也表明,植入4周后组织炎性反应明显减轻,12周后材料基本降解并由新生组织爬行替代. 结论采用原位沉析和冷冻干燥法制备的n-HA/CS复合材料具有良好的理化性质和生物相容性,有望应用于组织工程骨的构建.     

纳米生物材料在骨组织工程中的应用

作为骨组织工程的要素之一,三维支架扮演着至关重要的角色。适宜的支架能模仿细胞生长的微环境,为细胞的增殖以及新骨生长提供具有良好生物相容性的三维结构。由于具有良好的生物特性,纳米生物材料成为制备骨组织工程三维支架的理想材料。各种纳米生物材料如纳米复合材料、纳米纤维材料、纳米生物活性材料和可注射性纳米材料被合成并应用于骨组织工程的研究中,呈现出广阔的应用前景。该文对近年来纳米生物材料在骨组织工程中的应用作一综述。     

纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料在脊柱修复重建中的研究与应用

[目的]纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料具有良好的生物相容性、生物力学性能和成骨作用,成为近年来骨组织修复材料领域中发展的重点方向。在脊柱外科,纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的研究和应用主要集中在椎间融合器、椎体支撑体和人工椎板等,取得了满意的临床治疗效果,为脊柱疾病手术治疗中所需的内置物材料提供了一种新的选择。本文主要就纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合材料的基础实验研究和在脊柱修复重建中的临床应用进展做简要综述。     

功能性纳米材料在肾草酸钙结石防治中的研究进展

尽管肾草酸钙结石的治疗方法已经取得了长足的进展, 但其发病率和复发率仍居高不下。功能性纳米材料是指通过物理或化学作用后的具有特定功能的纳米材料, 近年来其在肾草酸钙结石治疗中的作用已得到广泛的认可。功能性纳米材料可根据用途分为纳米酶、纳米药物和纳米载体。纳米酶和纳米药物可以利用材料或药物的理化性质对肾草酸钙结石进行防治, 纳米载体通过运送药物来治疗肾结石。本文旨在阐述功能性纳米材料在肾草酸钙结石防治领域中的应用, 总结其抑制肾草酸钙结石形成的潜在机制, 以及未来的临床治疗方向。     

多孔钽在骨组织工程中的研究进展

目的对多孔钽在骨组织工程中的研究进展作一综述。方法查阅近年多孔钽在制备、细胞生物学、表面修饰等领域的基础研究文献,并总结分析。结果多孔钽自身特有的理化性质赋予其良好的组织相容性、骨整合能力,并可诱导软骨、肌腱修复再生。目前因多孔钽制备条件苛刻、成本较高等因素,限制了其临床广泛应用;新的制备方法及表面修饰技术的发展,为拓展多孔钽的应用范围,优化其骨组织修复再生能力提供了新的路径。结论多孔钽在修复骨缺损方面具有独特优势,但仍需在材料制备及表面修饰方面有进一步突破。     

纳米技术在骨移植替代物中的应用研究进展

纳米材料表现出独特的生物学特性,医用纳米材料已经成为研究的热点,纳米骨移植替代物能否在不久的将来取代传统的人工骨成为新型的体内植入材料?2005年,我国食品药品监管局(SFDA)批准注册了纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合骨充填材料(YZB/国0063-2003),但是这个领域至今仍然存在着不少争议.本文关注纳米骨的应用研究进展,参考近年骨移植替代物研究领域的相关文献,综述如下.     

纳米粒子添加剂对RPDS基托树脂机械性能的研究进展

材料学的发展促进口腔修复学的发展甚至飞跃,其中口腔传统修复材料影响口腔微生态的改变。近年来,许多学者对可摘局部义齿(removable partial dentures,RPDs)基托树脂的改性做出了大量研究。纳米粒子因具有光、磁、催化以及润滑等独特性质,作为填充材料有望提高材料的韧性、刚性及硬度,并同时具备抗菌性。因此,出现了许多改性RPDs基托树脂,其中之一是在树脂基托中加入纳米粒子添加剂以增强其抗菌性及机械性能,而良好的机械性能是RPDs发挥功能作用的前提保障。本文就加入纳米粒子添加剂后的RPDs基托树脂修复材料机械性能的研究进展综述如下,为口腔临床医生口腔修复材料的选择提供参考。     

纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合材料制备及生物相容性研究

纳米羟基磷灰石(nHA)-聚乳酸(PLA)复合材料作为一种良好的骨修复材料,已成为骨组织工程的研究热点,近年研究进展主要集中在材料制备技术和生物相容性方面。该文就nHA-PLA复合材料制备方法、材料性能影响因素及生物相容性方面的研究作一综述。     

明胶/聚己内酯纳米纤维电纺膜在组织工程中的应用进展

天然高分子材料明胶(Gelatin,GT)和人工合成高分子材料聚己内酯(Polycaprolactone,PCL),两者都具有良好的生物相容性和可降解性,已被应用于组织工程研究领域。然而,单一组分的GT和PCL材料存在诸多缺点。GT/PCL复合材料克服了单一组分支架存在的缺点,具有理化性能佳和组分优势互补等特点,可应用于构建组织工程器官和修复组织损伤。本文对GT/PCL纳米纤维电纺膜的特征及其在组织工程多个领域中的应用研究现状进行系统性回顾。     

纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料的生物相容性评价

目的 评价新型复合材料纳米TCP/明胶/鹿茸多肽的生物相容性,为其在骨缺损修复领域中的临床应用提供实验依据.方法 制备纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料,扫描电镜观察其形态.常规培养L929和NIH/3T3细胞,取对数生长期的细胞用于实验.通过急性毒性实验、溶血实验、细胞增殖实验和细胞毒性实验等研究该复合材料的生物相容性.结果 扫描电镜观察示复合材料微球直径约10μm,单个分散存在,微球表面存在纳米级孔洞.急性毒性实验结果显示,实验动物在观察期内一般状态良好,无惊厥、瘫痪和死亡等毒性反应,给药前、后体重无明显变化,该复合材料无急性毒性.溶血实验结果显示溶血率均<5%,符合医用生物材料的溶血实验要求.细胞增殖实验结果显示,不同浓度材料浸提液作用于NIH/3T3细胞均不同程度地促进细胞增殖,具有较好的生物学活性.细胞毒性实验结果显示,该材料细胞毒性为0级.结论 纳米TCP/明胶/鹿茸多肽复合材料具有良好的生物相容性.     

取向蚕丝蛋白支架与间充质干细胞的复合培养

目的探讨不同表面结构的蚕丝蛋白纳米纤维对间充质干细胞生长增殖及分化的影响。方法运用静电纺丝技术制备具有不同取向度的蚕丝蛋白纳米纤维支架,检测不同材料结构的力学性质,分离并纯化骨髓间充质干细胞与取向／非取向纳米纤维支架共培养,以纯蚕丝蛋白膜作对照。测定其细胞毒性及细胞增殖率;扫描电镜观察细胞形态、生长、分布及与材料黏附情况。免疫荧光显微镜观察细胞核形态及细胞骨架排列情况。结果扫描电镜观察显示采用静电纺丝法制备的取向蚕丝蛋白纳米纤维支架呈交互编织的多孔网状结构,取向及非取向两种纳米材料生物相容性好,可促进骨髓间充质干细胞的稳定增殖,并沿纤维长轴分布排列。力学测试中取向蚕丝蛋白纳米纤维材料展示出较强的力学各向异性。结论取向蚕丝蛋白纳米纤维具有独特的生物学和力学性质,是一种在骨缺损修复方面具有潜力的组织支架材料。     

人工纳米材料在前列腺癌诊疗中的研究进展

前列腺癌的发病率不断上升, 严重威胁我国男性的健康。虽然近年来手术治疗和药物治疗方面取得了长足的进展, 但是前列腺癌的早期诊断以及晚期前列腺癌治疗等方面仍缺乏高效的技术手段。随着纳米科技的发展, 人工纳米材料因其纳米尺寸、比表面积大、药物偶联包裹效率较高、具有荧光激发能力和光热/光动力效应等独特的理化性质优势, 使其在前列腺癌早期诊断、精准靶向治疗及协同治疗等方面展现出了极高的应用价值。本文概述了人工纳米材料在提高前列腺癌分子生物学和影像学早期诊断敏感性、手术靶向引导、放化疗增敏、药物靶向递送以及探索新型诊疗模式等领域的最新研究进展。     

氧化石墨烯在骨组织工程中的研究进展

目的对近年来氧化石墨烯(graphene oxide,GO)纳米材料在骨组织工程领域的研究进展作一综述。方法广泛查阅近年来有关GO用于骨缺损再生修复研究的国内外文献,对GO一般性质、降解性能、生物相容性以及在骨组织工程中的应用进行综述。结果 GO具有表面带有大量含氧基团、比表面积高、生物相容性好,能促进干细胞黏附、增殖和分化等特点,在构建新型复合支架、改善传统支架性能等方面具有较多优势。结论GO因具有理想的理化性质已成为骨组织工程领域研究热点,但仍存在许多问题需要进一步研究明确。     

氧化石墨烯在骨组织工程中的研究进展北大核心CSCD

目的对近年来氧化石墨烯(graphene oxide,GO)纳米材料在骨组织工程领域的研究进展作一综述。方法广泛查阅近年来有关GO用于骨缺损再生修复研究的国内外文献,对GO一般性质、降解性能、生物相容性以及在骨组织工程中的应用进行综述。结果 GO具有表面带有大量含氧基团、比表面积高、生物相容性好,能促进干细胞黏附、增殖和分化等特点,在构建新型复合支架、改善传统支架性能等方面具有较多优势。结论GO因具有理想的理化性质已成为骨组织工程领域研究热点,但仍存在许多问题需要进一步研究明确。     

骨骼肌组织工程支架材料的研究进展

目的综述骨骼肌组织工程支架材料的研究现状,展望骨骼肌组织工程支架材料的发展方向。方法查阅近年来关于骨骼肌组织工程支架材料的相关文献,并从骨骼肌组织工程支架材料的种类、特性、制备技术、生物相容性等方面进行回顾及综合分析。结果骨骼肌组织工程支架材料种类繁多,大致可分为无机生物材料、生物可降解合成高分子材料、天然可降解生物材料和复合材料等4种,对不同特性的支架材料,制备工艺不同,制备出的支架各有其结构和功能优势,可根据不同的研究需求进行选择。结论复合材料的应用、复合支架的制备以及根据支架材料所需特定功能对其表面进行改性,是骨骼肌组织工程支架材料应用的发展方向。     

基于三维CT图像重建研制纳米仿生骨基质支架的研究

[目的]分析数字化影像学技术辅助研制生物支架的可行性,评估构筑生物支架的方法.[方法]通过对宿主部位图像扫描,获取该区域解剖数据,对相邻层匹配轮廓间三维表面进行重构来确定支架形貌,以纳米级无机成分为单位,附于壳聚糖及聚己内酯等天然-有机成分,研制纳米复合支架.观察支架形貌、测定支架的孔隙率、亲水性及降解力学特性.[结果]图像三维重构可提高支架外部轮廓的精确度,减少单纯理化制备过程的参数误差,使支架空间三维布局更加合理,孔径200～350 μm,孔隙率88.6%±0.43%的支架拥有稳定的降解速率及良好的亲水表面,可达到工程化骨支架的力学要求,能作为骨再生修复的载体框架.[结论]数字化影像学技术研制的支架具有稳定的理化性征,能解决与宿主部位相匹配的难题,具有潜在的研究空间.     

聚醚醚酮修复颅颌面骨缺损的应用进展

颅颌面部解剖结构十分复杂,毗邻大脑、眼球等重要器官,此处骨缺损可造成患者外在严重畸形和功能障碍,严重降低患者的生活质量。因此,颅颌面骨缺损的修复对修复体的理化性质有着较高的要求。聚醚醚酮及其复合材料具有一系列独特的性能,而3D打印技术可针对患者的病情定制个性化植入物,两者在颅颌面骨缺损修复领域均有明显优势,近年来在颅颌...     

基于碳纳米管的靶向超声造影剂在肿瘤中的应用进展

纳米级靶向超声造影剂具有无辐射、实时显像及高度靶向性等优点。其中碳纳米管(CNT)具有独特的光学、电学和声学特性及较高的比表面积和良好生物相容性,通过对其进行修饰或改性,可制备出性能优良的复合纳米材料,用于诊断及治疗肿瘤。本研究对基于CNT的靶向超声造影剂在肿瘤中的应用进展进行综述。