成骨与抗炎支架材料的研究进展开题报告

 2023-11-25 09:11

1. 研究目的与意义

近年来,骨再生科学的研究进入飞速发展,而对植入物周边的炎症反应与感染的关注也正持续增长。如果没有关于抗炎与成骨支架材料的综述,可能会遇到缺少对相关领域的全面、系统的了解,无法有效地进行科研工作;缺乏方向指引,不清楚应该重点关注哪些方面的研究,导致重复性研究或搜寻到过期的信息;缺少针对这个领域的综述,则需要耗费更多的时间和精力,去查找相关文献,以获取必要的信息和数据。部分新研究人员可能会陷入学术误区中,例如选择错误的材料、方法等,导致研究无效甚至产生负面影响。由于没有全面审视整个领域,因此单纯依赖自身的实验、数据而产生结论,很容易出现不够准确甚至是片面的结论。

2. 课题关键问题和重难点

本课题拟涵盖的关键问题主要有以下几点

  1. 骨材料的生物相容性:成骨支架材料在体内使用时,需要与周围组织充分相容以避免免疫反应和排斥。因此,该材料的生物相容性以及吸收和降解速率需要得到详细研究。

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    3. 国内外研究现状(文献综述)

    医学界对软骨缺损的治疗表现出浓厚的兴趣。 关节软骨缺损的成功修复在临床上仍然是一个挑战。 由于3D微纳米材料的巨大优势,3D人工微纳米支架在关节关节组织修复中得到了广泛的开发和探索。在这项研究中,软骨细胞/成骨细胞负载 β-磷酸三钙 (β-TCP) 生物陶瓷支架和软骨细胞负载 β-TCP 生物陶瓷支架通过微团干细胞培养和基于生物反应器的细胞负载支架培养制备用于治疗关节软骨缺损 . 结果表明,可以使用微量干细胞培养从同种异体骨髓基质细胞成功诱导软骨细胞和成骨细胞。 此外,负载软骨细胞的β-TCP支架和负载成骨细胞的β-TCP支架可以通过基于生物反应器的细胞负载支架培养成功制备。最后,将该支架应用于Beagle关节软骨缺损的治疗。 Beagle股骨滑车的相对软骨再生能力如下:软骨细胞/成骨细胞负载β-TCP生物陶瓷支架组gt;软骨细胞负载β-TCP生物陶瓷支架组gt;β-TCP生物陶瓷支架。因此,微团干细胞培养和基于生物反应器的细胞负载支架培养可用于制备用于关节软骨缺损治疗的软骨细胞/成骨细胞负载β-TCP生物陶瓷支架。 这表明载有同种异体软骨细胞/成骨细胞的 β-TCP 生物陶瓷支架有可能用于治疗软骨缺损患者。

    介孔生物活性玻璃 (MBG) 因其生物活性、生物相容性和骨诱导特性而成为一种潜在的骨缺损修复生物医学材料。在这里,我们报告了具有 3:1 Ca/Mg 比例 (MBG-Ca/Mg-3) 的 Mg 掺杂 MBG 支架有利于 MC3T3-E1 成骨细胞分化和矿化。 通过静电纺丝模拟骨细胞外基质结构,我们使用吸附有骨钙素-骨桥蛋白-双聚糖 (OOB) 的 MBG-Ca/Mg-3,一种新型独特的基质融合蛋白,形成 OOB@MBG-Ca/Mg-3 支架,具有 体内颅骨骨缺损修复的多功能能力。 有趣的是,我们发现 OOB@MBG-Ca/Mg-3 支架通过激活 ERK1/2 增加了成骨细胞标记基因的表达,包括骨形态发生蛋白 (Bmp2)、骨桥蛋白 (Opn)、Osterix、Runx2。 我们得出结论,OOB@MBG-Ca/Mg-3 支架通过 ERK1/2 通路促进成骨细胞分化和矿化,还可以增强体内骨形成,为骨组织工程提供了一种新的生物材料。BTE 中使用的各种生物陶瓷可以是生物活性的(如玻璃陶瓷和羟基磷灰石生物活性玻璃)、生物可吸收的(如磷酸三钙)或生物惰性的(如氧化锆和氧化铝)。将这些材料的尺寸限制在纳米级导致更高的表面积与体积比,从而改善多功能性、溶解性、表面催化活性、高热和导电性。 已发现纳米陶瓷可诱导骨传导、骨整合、成骨和骨诱导。本综述旨在总结纳米陶瓷与成骨细胞/干细胞的相互作用,以通过纳米陶瓷作为骨组织工程应用中的优质骨替代物来促进成骨细胞的增殖和分化。

    由于壳聚糖促进成骨细胞矿化的能力,已被证明是骨组织工程的有吸引力的候选者。 静电纺丝已成为一种行之有效的细胞支架加工技术,因为它可以产生高表面积的纤维材料,可以模拟细胞细胞外基质的三维空间。在这项研究中,我们研究了成骨细胞对两种不同化学交联(六亚甲基-1,6-二氨基羧基磺酸盐 (HDACS)电纺壳聚糖支架及其薄膜对应物的反应,以确定材料化学如何影响细胞行为以及材料 拓扑。 此外,还考虑了每种纤维支架的材料特性,例如孔隙率和拉伸强度。与在壳聚糖-京尼平支架上生长的细胞相比,在壳聚糖-HDACS 支架上生长的 MLO-A5 成骨细胞被发现显示出更有组织的细胞网络,以及明显更多的丝状伪足延伸。 在壳聚糖-HDACS 纤维上生长 2 天后,与壳聚糖-京尼平纤维或薄膜相比,MLO-A5 细胞中碱性磷酸酶表达水平更高。 这些结果表明,不仅化学,而且表面拓扑结构也是细胞行为的重要影响因素。最终,壳聚糖-HDACS 纤维支架为成骨细胞的附着和增殖提供了足够的基质。

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    4. 研究方案

    1.选择题目并确定范围

    选定研究的主题,明确论文的重点范围,以确保文本集中且不失广阔的视角。

    2.截取相关文献资料

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    5. 工作计划

    2022.11.30开始查阅相关文献进行学习

    2023.2.1确定主题和目的:首先确定综述文章的主题以及特定的研究目的。针对当前骨细胞支架材料和抗炎支架材料的现状提供概述或者着眼于最新的研究进展。

    2023.2.15 收集与主题相关的文献,包括期刊论文、综述文章等。

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