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72sun.com: 张彦中课题组在组织工程与再生医学领域取得重要进展

发布时间: 2020-06-15

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近日,72sun.com:化学化工与生物工程学院张彦中教授课题组在纤维生物材料与组织工程研究领域取得重要进展,相关成果以《PHBV改性的PLLA电纺纤维膜的形状记忆和成骨能力》为题,在线发表于组织工程与再生医学(TERM)领域国际最具影响力的学术期刊《组织工程》(Tissue Engineering)上。论文第一作者是化学化工与生物工程学院博士生王先流。这是我校首次在该刊上以第一单位(也是唯一单位)发表研究论文。

聚乳酸,如左旋聚乳酸(PLLA),是一类常用于骨组织工程支架构建的生物降解聚合物材料。通过适当的编程处理,可使PLLA具有形状记忆特性,该特性赋予了材料许多新的功能(如微创植入、原位施加力学刺激等),从而增强其植入后对缺损骨组织的再生性修复功效。但是,PLLA存在相转变温度高、回复效率低、且材料自身相对较脆等缺陷。目前,领域内研究者主要通过共聚、共混和掺杂无机纳米粒子等方式,对PLLA形状记忆等相关性能进行改进,虽然有一定成效,但在力学强度和相转变温度的协同调控上不尽人意,也一定程度上影响PLLA基形状记忆材料在骨组织工程领域的应用潜力。

针对以上问题,张彦中教授课题组从仿生天然骨组织的超细纤维基质结构出发,以PLLA为基体材料,选用生物相容性良好的新型生物基高分子材料聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)作为改性组分,通过电纺(Electrospinning)制备出PLLA-PHBV复合超细纤维,并对该纤维膜的理化性质、细胞相容性及成骨诱导性进行了系统的表征和评估。结果表明,在所制备的PLLA-PHBV复合超细纤维中,随着PHBV引入量的增加,其相转变温度下降,而当PHBV引入量达到30%时,可获得最优的力学性能,且同时具有优良的形状记忆性能、降低的相转变温度、良好的细胞相容性和促成骨分化能力(如下图)。这些研究结果为未来在骨组织工程中设计具有动态力学调控特性的仿生纤维基多功能骨组织工程支架,以及深入理解体内骨组织的重塑过程奠定了基础。

PLLA-PHBV复合纤维的形状记忆性能(A, B)和成骨诱导性能(C-G)

《组织工程》创刊于1995年,是由国际组织工程与再生医学学会主办的官方期刊,被认为是领先的生物医学专业期刊。该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科委“科技创新行动计划”基础研究重点项目、中央高校博士研究生创新基金等项目的资助。

原文链接:01sbc.com

撰写:王先流


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