【摘 要】
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由创伤、疾病、意外事故及老龄化等问题导致的骨类组织损伤是临床治疗中面临的棘手难题。鉴于此,本课题针对人体常见的骨和骨关节炎引起的骨-软骨损伤治疗分别进行探究。主要研究内容及结果如下:1.GO/CS/n HAP原位诱导成骨材料的仿生构建和表征。借鉴仿生学思想,采用原位仿生合成方法及冷冻干燥技术将可溶性钙盐、磷酸盐均匀沉积在壳聚糖（CS）和氧化石墨烯（GO）共价结合的复合物模板上,有效调控纳米羟基磷灰
【基金项目】
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国家重点研发计划（2017YFC1104102）； 国家自然科学基金（31370958）； 福建省自然科学基金重点项目（2018Y0056）； 福建省高等学校学科带头人培养计划； 福建省高校杰出青年科研人才培育计划；
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由创伤、疾病、意外事故及老龄化等问题导致的骨类组织损伤是临床治疗中面临的棘手难题。鉴于此,本课题针对人体常见的骨和骨关节炎引起的骨-软骨损伤治疗分别进行探究。主要研究内容及结果如下:1.GO/CS/n HAP原位诱导成骨材料的仿生构建和表征。借鉴仿生学思想,采用原位仿生合成方法及冷冻干燥技术将可溶性钙盐、磷酸盐均匀沉积在壳聚糖（CS）和氧化石墨烯（GO）共价结合的复合物模板上,有效调控纳米羟基磷灰石（n HAP）在有机物模板上的形核与生长,一步制备具有多级孔隙结构和特定形貌的GO/CS/n HAP生物活性复合物支架。实验以GO为变量,分别制备0、0.02%、0.09%、0.13%GO/CS/n HAP四种支架材料。研究发现:复合材料具有相互贯穿的类骨多级微纳孔隙结构,n HAP在其表面实现均匀分布;GO的加入,有效巩固了支架材料的热稳定性、吸/保水率以及支架材料体内降解率;0.09%GO组分支架能快速诱导n HAP原位形核与生长;湿支架具有50%的可恢复形变;符合国标的溶血率以及较高的蛋白吸附性能,也表现出支架良好的生物相容性。2.仿生梯度结构的一体化骨-软骨修复支架的构建及表征。通过共沉淀法和冷冻干燥技术实现对人体关节骨-软骨组织生理结构、组成和功能仿生构建。制备的骨-软骨支架是以透明质酸钠（SH）和CS为软骨层,以GO、CS和n HAP为多孔结构的软骨下骨层,通过调节SH含量,制备了S-0,S-1,S-2,S-3四种两相复合物支架。系列表征发现:制备的支架材料具有上下两相结构和一体化的软骨及软骨下骨连续界面,而且SEM-Mapping显示,n HAP呈现从软骨层向软骨下骨层逐渐增多的仿生梯度分布变化;支架材料整体表现出多级交错的相互贯穿的孔隙结构,且SH的加入,材料表现出良好的吸/保水性,稳定的溶胀率,适宜的降解率和良好的生物矿化能力。最优S-2支架的两相结构表征发现:支架孔径、孔隙率和力学性能分别呈现“上大下小,上疏下密,上弱下强”的分布状态。进一步的体内外生物学研究发现:两种体系的3D支架材料不仅能增强颅骨细胞和骨髓间充质干细胞的附着和增殖,而且能很好的促进成骨、软骨相关基因和蛋白的表达,从而诱导骨和关节软骨缺损组织生长和愈合,有望在骨损伤和骨性关节炎治疗领域发挥其潜在的应用价值。
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