成果名称: 具有促成骨活性的PLGA/TCP/Mg复合多孔支架构建及其修复骨坏死的研究
完成单位: 中国科学院深圳先进技术研究院
主要人员: 赖毓霄、李丹、张明、石杜芳、王楠、陈淑奎、杨慧、张晓咏
介绍:

   激素性骨坏死是一种致残率极高的骨科治疗难题,目前其有效治疗的主要手段是髓芯减压法。但髓芯减压后遗留的骨缺损需要得到及时有效的填充才可避免后续关节塌陷等严重问题,而达到治疗效果。利用具备优异生物力学性能和高促成骨活性的骨修复材料对该骨缺损的填充及修复是治疗的关键。这类材料的研发具有重要的医学临床意义及经济价值。

   本项目基于前期研究基础上,创新性的将镁(Mg)复合于PLGA/TCP支架,利用低温快速成型技术对PLGA/TCP/Mg复合多孔支架的组成、结构和力学参数进行调控,研究个性化、多参数的多孔支架的成型方法及其材料学特征。拟以人骨髓基质干细胞及兔激素性骨坏死模型为研究对象,用材料学、生物力学、生物学和影像学等手段对多孔支架的力学性能、降解性能和促成骨能力进行考察。从基因、细胞、体内成骨效果三层面揭示该支架材料的修复骨缺损的机理,并系统评估其作为新型材料修复骨缺损的应用价值并奠定技术基础。
   1)开发出低温快速成型技术制备PLGA/TCP/Mg多孔支架,实现了其化学组成与精细结构的调控。通过改变PLGA、TCP、Mg于多孔支架内的含量,结合低温快速成型时的关键参数调控,实现TCP、Mg在多孔支架中的均匀分布,制备不同孔隙率、孔径、微观结构、孔连通率的PLGA/TCP/Mg多孔支架,并考察其力学性能的变化。使用Micro-CT,扫描电镜(SEM),力学测试仪等检测多孔支架本身的材料学特性和力学特性。
   2)实现了PLGA/TCP/Mg复合多孔支架化学组成与几何结构与骨修复效果的量化方法。针对激素性骨坏死的特殊发病特点,从基因和细胞水平、体内成骨行为三方面深入了认识“PLGA/TCP/Mg复合多孔支架修复髓芯减压后骨缺损”的规律及机制。
   3)为修复激素性骨坏死髓芯减压后骨缺损提供了新材料,新途径。将促成骨活性(金属镁)及骨传导性(PLGA/TCP)复合一体构建具有更好的促成骨效果的骨修复材料。利用聚合物/陶瓷/金属复合,改善目前用于修复髓芯减压治疗激素性骨坏死后遗留骨缺损的可降解类材料缺乏有效促成骨活性因子、适宜力学强度、酸性降解产物这三大材料学问题。为研发新型骨修复材料提供了一种新的思路。

批准登记号: 粤科成登(2)字【2018】0210
登记日期: 2018-05-10
研究起止时间: 2013.01 至2015.12
所属行业: 卫生和社会工作
所属高新技术类别: 生物医药与医疗器械
评价单位名称: 国家自然科学基金委员会工程与材料科学部
评价日期: 2016.03.23