骨组织原位再生的策略与实践

摘要

人体骨组织的损伤修复与重建一直是现代医学力求解决的难题.目前临床所使用的骨组织修复材料存在生物活性低、再生速度慢等问题.本研究的思路是模拟机体自身创伤自愈合过程,构建"特定材料+生物活性因子",借助人体微环境"生物反应器",实现待修复骨组织周围的细胞在支架表面粘附、生长、分化,在支架被降解的同时,实现原位再生新生骨组织,是一种介于单纯生物材料与传统组织工程之间的研究思路,具有较好的发展潜力和应用前景.rn 特殊结构和功能材料的构建和生长因子的负载是实现原位再生的关键和核心。本研究采用基因工程技术在大肠杆菌中成功表达并复性出高纯、高活性的重组人骨形态蛋白-2(rhBMP-2)，并达到中试生产能力，为材料的活性化提供直接的物质保证。进一步研究了小分子物质(磺化壳聚糖、地塞米松等)对rhBMP-2诱导成骨活性的影响规律及机制。发现一定剂量的磺化壳聚糖和地塞米松可显著提高BMP-2的成骨活性，是实现生长因子的活性维持和剂量控制的有效手段。在此基础上，模拟人体骨组织的自愈合过程，从无机组成、细胞外基质及功能三个角度成功合成并活性组装出具有引导骨组织再生功能的类骨磷灰石、响应型水凝胶材料和活性纳米介孔硅基干凝胶等多级结构支架材料。