10月31日,北京大学口腔医学院邓旭亮教授课题组和北京航空航天大学化学学院程群峰教授课题组在二维纳米复合资料接连化制备及骨再生使用研讨范畴获得最新进展“接连化制备的高强度碳化钛薄膜用于高效促进骨”。效果论文刊发于《天然》杂志。
具有成骨微环境调控效果MXene骨再生引导膜资料的规模化制备及成骨使用。(课题组供图)
论文通讯作者、北京大学口腔医学院教授邓旭亮告知《我国科学报》,该作业开发了具有成骨微环境调控效果的高强度自支撑MXene骨再生引导膜资料,完成了高功率的骨再生效果,拓荒了MXene纳米复合薄膜资料在骨再生范畴的新使用。这项研讨处理了完成高效、安全促进骨的长时间应战,深化解析MXene纳米复合薄膜引导骨再生的级联生物学进程,为其他二维纳米资料的高性能规模化拼装及生物医学使用研讨供给了新思路。
开展具有骨再生微环境调控效果的高强度自支撑新式资料是完成高效、安全促进骨的要害战略,具有极端严重的临床含义和经济价值。现在,临床使用的骨再生引导膜资料尽管具有必定的机械强度,可是不具有调控成骨微环境效果,包含铲除活性氧/活性氮(ROS/RNS)等促炎相关分子,约束了其成骨效果。因而,亟待开发兼具骨再生微环境调控效果和力学自支撑的新式资料。碳化钛MXene纳米片具有优异才能的力学、纳米酶活性、光热转化和生物相容性,是制备高性能纳米复合资料的抱负基元。如何将MXene纳米片接连化拼装成微观高性能纳米复合资料,并深化探究其骨再生机制,是完成骨再生使用亟需处理的要害科学问题。
为了完成高性能二维纳米复合薄膜资料的接连化制备,该作业立异性地开发了卷对卷辅佐刮涂结合有序界面交联的新战略。规模化制备有序交联的MXene(S-SBM)薄膜具有高拉伸强度(755 MPa)和耐性(17.4 MJ m-3),强力学自支撑性有利于保持成骨所需空间。此外,该S-SBM薄膜具有高效铲除ROS/RNS和促进巨噬细胞M2极化等成骨微环境调控效果。终究,比较商用引导骨再生膜(GBR),S-SBM薄膜具有更高的体内成骨功率(8周重生骨体积分数高达77.4%),在临床骨修正范畴具有极端严重使用远景。
这项开创性研讨效果对骨再生修正研讨范畴的开展具有里程碑的含义,其中心是开展了具有成骨微环境调控效果的高强度力学自支撑新式资料,解析了二维纳米复合资料引导骨再生的级联生物学进程,处理了完成安全、高效促进骨再生面对的瓶颈问题,不仅为新式临床骨再生资料的研制拓荒了新方向,也为其他二维纳米资料的高性能规模化拼装及使用研讨供给了新思路。
该研讨作业得到国家天然科学基金、国家重点研制方案、北京市科技新星方案等项目的赞助。