项目名称: 电纺I型胶原/钛酸钡复合仿生骨膜制备及其压电效应通过L型钙通道促进BMSCs成骨分化的机制研究

项目编号: No.31300803

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2014

项目学科: 生物科学

项目作者: 郭洪峰

作者单位: 中国人民解放军第三军医大学

项目金额: 23万元

中文摘要: 骨膜在骨再生中的作用不可或缺,高成骨诱导性骨膜的构建是其在骨缺损修复应用的瓶颈和研究热点。现有人工骨膜的诱导成骨主要依赖于生长因子的复合,而对电刺激等物理因素的成骨作用则关注较少。我们前期通过静电纺丝制备了具有压电性的PU/PVDF细胞支架,证实了其压电效应对NIH3T3细胞功能的影响。由于电刺激能够促进骨再生,我们推测将具有压电性的细胞支架用作人工骨膜,可望利用压电效应发挥诱导成骨的作用。本课题拟改进原有压电细胞支架的成分,制备电纺I型胶原/钛酸钡复合仿生骨膜,体外通过细胞及分子生物学实验考察该仿生骨膜的生物相容性及其压电效应促进BMSCs成骨分化的作用,并利用组织学、影像学及生物力学等方法,分别在裸鼠皮下和兔桡骨缺损模型评价仿生骨膜的异位成骨能力及在体修复骨缺损的效果,进而探讨压电效应通过L型钙通道促进成骨分化的可能机制。本课题可为人工骨移植治疗骨缺损提供一种新策略。

中文关键词: 静电纺丝;仿生骨膜;压电材料;低强度脉冲超声发生装置;成骨分化

英文摘要: Periosteum plays an important role during bone regeneration. Construction of highly osteogenic periosteum is the bottleneck of its application in bone defect repair, thereby being a research hotspot. Osteogenic property of the current artificial periosteum relies mainly on the combination with growth factors, whereas the osteogenic effect of physical factors such as electrical stimulation is less concerned. We have previously prepared the piezoelectric PU/PVDF scaffolds by electrospinning, and confirmed its piezoelectric effect on the functions of NIH3T3 cells. Due to the promotive effect of electrical stimulation on bone regeneration, we speculate that scaffolds with piezoelectricity can be used as artificial periosteum, and induce osteogenesis through the piezoelectric effect. In this study, we plan to improve the composition of the existing piezoelectric scaffolds, and prepare the electrospun Colla1/BaTiO3 hybrid bionic periosteum. We will investigate the biocompatibility of the bionic periosteum and its promotive effect on osteogenic differentiation of BMSCs by cell and molecular biology experiments. We will then assess the ectopic osteogenic ability of the bionic periosteum in the subcutaneous tissue of nude mice, and evaluate the effect of the bionic periosteum on bone defect repair in a rabbit radius defe

英文关键词: electrospinning;bionic periosteum;piezoelectric materials;low intensity pulsed ultrasound generator;osteogenic differentiation

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