海洋生物基支架展现骨修复应用潜力
近日,山东大学海洋学院陈景帝教授团队联合中国科学院动物研究所、山东大学齐鲁医院,在海洋生物基仿生骨修复材料研究领域取得新进展。该研究团队构建出一种纳米均质、径向取向的海洋生物基杂化仿生支架,为临界尺寸骨缺损的临床修复提供了新的解决思路。
临界尺寸骨缺损修复是骨科临床的一大难题。传统骨组织工程支架多采用陆源高分子或合成高分子基体,普遍存在生物活性不足、降解周期与骨再生不匹配等问题;同时现有多孔支架难以协同实现力学支撑、成骨诱导与感染防护多重功能,制约了骨缺损的长期修复效果。海洋生物基材料凭借天然的生物相容性、生物可降解性与低免疫原性,已成为骨修复材料领域的重要发展方向,但如何突破海洋源聚合物基体的性能局限、实现功能组分的均匀分散,是海洋生物基骨支架实现临床应用的关键。
为破解相关难题,研究团队选取海洋来源壳聚糖为有机基体,引入海洋来源的海鞘纳米纤维素作为高效分散剂与力学增强相,实现了碳纳米管在海洋生物基聚合物基体中的纳米级均匀分散,解决了传统海洋基支架功能组分易团聚、力学强度不足的痛点;通过原位仿生矿化在支架表面生成分布均一的羟基磷灰石,赋予材料优异的成骨生物活性。借助定向冷冻铸造技术,研究团队构建出具有径向取向通道结构的海洋生物基杂化仿生支架,相较传统随机多孔支架显著提升了物质传输效率,能够引导细胞沿通道定向黏附、排列并向内浸润增殖。同时,均匀分散的碳纳米管赋予支架高效的近红外光热抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率可达98%以上,实现了海洋生物基支架力学、成骨诱导、抗菌多重功能的协同优化。(邢源昊 潘盼盼)
(责任编辑:刘鹤)
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