基于有机/无机复合材料的新型骨修复多孔支架的开发

成果基本信息
关键词：	纳米羟基磷灰石;丝素蛋白;纳米微晶纤维素;骨修复材料;骨修复多孔支架
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	GK17682	资源采集日期：	2017-11-22

研究情况
单位名称：	广州创赛生物医用材料有限公司	技术水平：
评价证书号：	穗科验字2017第0355号	评价单位：	广州市科技创新委员会
评价日期：	2017.07.03	评价证书号：	穗科验字2017第0355号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	孵化基地	联系人（平台）电话：	0771-3394012
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成果简介
骨的主要无机成分羟基磷灰石（hydroxyapatite， HA），在众多生物材料中，由于纳米HA的形貌，成分，晶型和结晶度与天然骨中的骨矿物非常相似，因此其具有好的骨诱导性、骨传导性和骨整合性，成为大块骨缺陷再生方面的研究热点。此外，当HA与其他材料复合，例如天然高分子，制备成复合支架时，HA能够通过增加支架的表面特性及其粗糙度，从而促进骨细胞的活力和其增殖，有利于骨缺损部位的修复。但是磷灰石的韧性不强，力学性能差，降解性能差。因此，将HA粒子与天然高分子复合制备成骨组织工程支架，能够结合天然高分子与HA粒子的优点。　　纳米微晶纤维素(cellulose nanocrystals， CNC)，可用纤维素通过浓硫酸水解制得，具有较大的比表面积、高强度，低密度、在溶液中良好的分散性、天然无毒性、可降解，良好生物和细胞相容性等特点，同时可以被用作脱钙骨基质的载体，并在体内实验中取得良好结果。然而，HA和CNC的低抗压强度限制了它们在非或低承重骨修复上的应用。为了提高HA 和CNC的抗压强度，在制造功能支架时将HA 和CNC纳米粒子均匀分布在聚合物基质中是传统的方法。陈等人制备了生物活性玻璃/壳聚糖/CMC复合材料水凝胶用于骨再生。结果表明，复合水凝胶有止血效果，并且它的生物降解性可引导骨缺陷的功能性重建。　　丝素蛋白（silk fibroin， SF），从蚕茧中提取，具有β片层构象的线性多肽天然高分子，由于具有极好的机械强度，生物相容性，长期生物降解性以及易加工性，而且成本低廉，来源丰富，经常在组织工程中使用。最近有研究表明，由于丝素蛋白结构中的双层片状结构存在排斥力，丝素蛋白中的纳米尺寸的蛋白对生物矿化有调节作用。另外，随着丝素蛋白浓度的增加，会逐渐改变了纳米羟基磷灰石的形态。这特征使得丝素蛋白在骨缺损的修复材料中，能够充当生物矿化的模板。许多人研究了HA/SF支架用作骨缺损修复材料的可能性，结果表明HA/SF支架是一种促进骨再生的很好的材料。　　研究表明，具有纳米拓扑结构的人工骨支架在骨再生领域中具有巨大的潜力。另外，在之前的研究当中，纳米羟基磷灰石，纳米微晶纤维素、丝素蛋白和其中一种或两种的复合材料已经广泛应用在骨再生领域中，但是将三种材料复合，制备成复合支架用于骨再生领域，还没有学者进行研究。因此，在本研究中，我们的目的是设计一种新型的生物仿生支架用于用于非承重骨的骨缺损修复，该支架主要采用纳米羟基磷灰石，纳米微晶纤维素和丝素蛋白，通过一系列的制备，复合办法，在不添加生长因子和干细胞的情况下，制备一种具有骨诱导、骨引导，纳米拓扑结构和可降解功能的生物仿生支架。

成果名称：	基于有机/无机复合材料的新型骨修复多孔支架的开发	关键词：	纳米羟基磷灰石;丝素蛋白;纳米微晶纤维素;骨修复材料;骨修复多孔支架
成果类别：		一级分类名称：	医学生物工程
二级分类名称：		三级分类名称：
研究起止时间：	2016.05 至2017.04	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	广州创赛生物医用材料有限公司	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	201605151713041
经费实际投入额（万元）：	153.00	评价单位：	广州市科技创新委员会
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2017.07.03	转让范围：
评价证书号：	穗科验字2017第0355号	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	GK17682
成果简介：	骨的主要无机成分羟基磷灰石（hydroxyapatite， HA），在众多生物材料中，由于纳米HA的形貌，成分，晶型和结晶度与天然骨中的骨矿物非常相似，因此其具有好的骨诱导性、骨传导性和骨整合性，成为大块骨缺陷再生方面的研究热点。此外，当HA与其他材料复合，例如天然高分子，制备成复合支架时，HA能够通过增加支架的表面特性及其粗糙度，从而促进骨细胞的活力和其增殖，有利于骨缺损部位的修复。但是磷灰石的韧性不强，力学性能差，降解性能差。因此，将HA粒子与天然高分子复合制备成骨组织工程支架，能够结合天然高分子与HA粒子的优点。　　纳米微晶纤维素(cellulose nanocrystals， CNC)，可用纤维素通过浓硫酸水解制得，具有较大的比表面积、高强度，低密度、在溶液中良好的分散性、天然无毒性、可降解，良好生物和细胞相容性等特点，同时可以被用作脱钙骨基质的载体，并在体内实验中取得良好结果。然而，HA和CNC的低抗压强度限制了它们在非或低承重骨修复上的应用。为了提高HA 和CNC的抗压强度，在制造功能支架时将HA 和CNC纳米粒子均匀分布在聚合物基质中是传统的方法。陈等人制备了生物活性玻璃/壳聚糖/CMC复合材料水凝胶用于骨再生。结果表明，复合水凝胶有止血效果，并且它的生物降解性可引导骨缺陷的功能性重建。　　丝素蛋白（silk fibroin， SF），从蚕茧中提取，具有β片层构象的线性多肽天然高分子，由于具有极好的机械强度，生物相容性，长期生物降解性以及易加工性，而且成本低廉，来源丰富，经常在组织工程中使用。最近有研究表明，由于丝素蛋白结构中的双层片状结构存在排斥力，丝素蛋白中的纳米尺寸的蛋白对生物矿化有调节作用。另外，随着丝素蛋白浓度的增加，会逐渐改变了纳米羟基磷灰石的形态。这特征使得丝素蛋白在骨缺损的修复材料中，能够充当生物矿化的模板。许多人研究了HA/SF支架用作骨缺损修复材料的可能性，结果表明HA/SF支架是一种促进骨再生的很好的材料。　　研究表明，具有纳米拓扑结构的人工骨支架在骨再生领域中具有巨大的潜力。另外，在之前的研究当中，纳米羟基磷灰石，纳米微晶纤维素、丝素蛋白和其中一种或两种的复合材料已经广泛应用在骨再生领域中，但是将三种材料复合，制备成复合支架用于骨再生领域，还没有学者进行研究。因此，在本研究中，我们的目的是设计一种新型的生物仿生支架用于用于非承重骨的骨缺损修复，该支架主要采用纳米羟基磷灰石，纳米微晶纤维素和丝素蛋白，通过一系列的制备，复合办法，在不添加生长因子和干细胞的情况下，制备一种具有骨诱导、骨引导，纳米拓扑结构和可降解功能的生物仿生支架。
联系人：	刘玉	成果登记日期：	2017-08-03
联系人email：	chuangseed@163.com	单位代码：	94409982
邮政编码222：	510663	联系人电话：	15920497635
单位传真：		单位通讯地址：	广东省广州开发区科学城掬泉路3号国际企业孵化器A座702
单位所在省市：		单位电话：	020-32029979;15920497635
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2017	知识产权形式：
成果完成人：	刘玉;秦祚斌;艾淼;陈宇;朱麒宇;冯龙宝;郑丽霞	资源采集日期：	2017-11-22

基于有机/无机复合材料的新型骨修复多孔支架的开发

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