新型仿生骨材料降解周期可调节

上一篇 / 下一篇  2011-08-24 12:43:45

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这种新型材料制作的仿生骨,相当于在人体中放入了一个框架,“引导”患者自己的骨细胞沿着框架生长,当人体的骨细胞长成后,框架还可以在人体内自然消解。这种具有良好生物活性和强度的生物材料,有望成为骨修复和替代的新材料。

“这是一种钙磷基质的多孔支架材料,主要用于骨修复。”蔡舒对《科学时报》记者说,“放入人体中的这种‘框架’的降解周期可以通过不同的材料组成设计来实现调节,一般在两个月到半年之间。”

在修复或替代因外伤、病变等造成的骨组织局部缺损或坏死中,可通过植入生物材料辅助细胞和组织在其上再生。但传统材料存在两大问题:一是由于孔隙率(材料中含孔比例)较低,在骨融合过程中会形成“砖石混凝土”式的结构,长期不能降解而形成异物;二是孔隙率较高的材料虽具有良好的生物活性,但强度较低,应用局限于人体非承重部位。

项目组在研究过程中,发现了人体骨柔韧性高于普通仿生骨的主要原因。结合这一人体生长机理,在原有制备技术的基础上,项目组获得了有利于细胞生长的微结构。通过降解试验、细胞培养和体内动物实验等一系列验证,新型生物材料孔隙率可达50%~90%,可配合人体不同组织的生长所需。同时,新材料还具有较高的强度。

“这种材料的生物活性、降解速率都可以满足医学要求,但支架较低的生物力学性能(尤其是降解过程中,随着材料的降解,其力学性能快速失效)是制约其作为骨修复和替代材料在临床应用的瓶颈。”蔡舒说,“针对这一问题,我们已开展了大量研究并取得了较大进展,但离临床应用还有一定距离。目前我们研究组和上海第二军医大学合作人员仍继续开展相关研究,希望在支架强韧化等方面取得突破。”


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