聚合物-β-TCP改性镁金属支架复合BMSC成骨机制研究

细胞与生物材料的相互作用是组织工程领域的热点问题。本课题组前期动物实验研究发现,镁基金属材料经β-TCP改性后有体内诱导成骨作用，具体作用机制仍不甚清楚。本项目拟利用聚合物MPEG-PLLA-PLL和含磷酸基的无机物β-TCP对纯镁金属支架表面改性处理，构建有利于BMSC粘附、增殖和分化的表面微环境，促进胞外基质蛋白表达，在没有外源可溶性信号分子的调控下，直接诱导种子细胞的成骨分化；并深入研究其体内外成骨机制，为镁金属材料应用于骨再生和颌骨缺损的修复提供可靠的实验数据和理论依据。

骨免疫学（Osteoimmunology)是新兴的骨与免疫学的交叉学科。血液系统、骨髓和骨组织中均含有免疫细胞。生物材料植入体内后，可导致局部炎症反应或免疫反应，免疫细胞对植入材料的预后和转归发挥着重要的作用。细胞与生物材料的相互作用是组织工程领域的热点问题。本项采用激光打孔的方法，制备多孔状的Mg支架材料， 采用β-TCP支架调节降解速率。后续研究深入探索β-TCP改性后的Mg金属支架对BMSCs的影响以及支架降解过程中，局部免疫炎症反应对成骨活动的调节作用。研究发现经β-TCP改性后Mg金属支架可改变巨噬细胞表型，抑制破骨细胞生成，并通过抑制TLR信号通路激活进而下调炎症因子表达，促进BMSCs成骨分化。该项目第一次将具有成骨免疫调节作用生物材料用于骨替代材料的表面改性，调节支架降解速率，改善局部成骨免疫微环境，达到促进成骨的目的。