可注射细胞微载体/水凝胶骨组织工程复合支架的研究

细胞微载体/水凝胶复合材料是一类具有可注射性、原位成型、适宜输送贴壁依赖型细胞的组织修复体系，正不断发展成为一种新型的骨、软骨组织工程支架材料。本项目根据骨组织工程对可注射材料的实际需要，设计制备一种具有独特中空开放壳层结构的细胞微载体材料，其内、外部表面均可供细胞粘附生长，提升细胞负载和输运效率；再通过层层自组装技术将促血管生长因子（血管内皮生长因VEGF等）引入微载体表面，诱导组织血管长入，促进新生血管的生成，加快组织修复的速度；同时合成降解速率受环境碱性磷酸酶浓度调控的生物响应型胶原基水凝胶；最终通过细胞、微载体与水凝胶的结合，开发出一种具有高细胞负载效率、可在组织修复过程中促进血管化、降解速度与组织再生速度相匹配的可注射复合材料，可为骨损伤提供一种微创注射的治疗手段。

本项目提出以细胞微载体复合水凝胶的材料体系解决骨修复细胞的注射输送、体内定位及组织修复的问题，采用具有中空开放结构的细胞微载体提高细胞输送效能，开发并改进了中空细胞微载体的制备方法；采用壳聚糖(胶原)/酪蛋白静电层层自组装在材料表面构建了具有良好生物相容性、促生物矿化及可诱导干细胞成骨定向分化的多层膜，并使其负载细胞生长因子(aFGF)，生长因子可实现长效可控的释放；探讨了材料界面性能对细胞行为的调控机理以及利用细胞外基质材料进一步提高材料的生物相容性的方法；选取纤维蛋白水凝胶与细胞微载体进行复合，进行了兔胫骨缺损修复的体内实验，实验结果表明，在植入细胞微载体/水凝胶复合物后经30天的修复，骨创面全部愈合，材料全部降解，创面处形成含血管的骨密质结构，修复整体效果理想，证明该体系是一种有潜力骨损伤微创注射修复材料。