微生物催化生物陶瓷用于骨再生方面获停顿

起源：上海硅酸盐所 2021-10-28 08:05

骨骼是一种简单的生物矿化组织，由微纳米标准的无机（细胞、卵白质）和有机（羟基磷灰石、碳酸钙）资料组装而成。抱负的生物资料必要具备低劣的骨传导性与骨诱导性，能力高效匆匆进重生骨的造成。而生物资料植入体的外表与宿主细胞间接打仗，其物理化学特征是生物资料胜利利用的症结因素之一。越来越多证据标明，资料外表的微纳米形貌及其化学特征能无效调控细胞的

骨骼是一种简单的生物矿化组织，由微标准的无机（细胞、卵白质）和有机（羟基磷灰石、碳酸钙）资料组装而成。抱负的生物资料必要具备低劣的骨传导性与骨诱导性，能力高效匆匆进重生骨的造成。而生物资料植入体的外表与宿主细胞间接打仗，其物理化学特征是生物资料胜利利用的症结因素之一。越来越多证据标明，资料外表的微形貌及其化学特征能无效调控细胞的成骨活性。然而，传统的三维打印陶瓷支架的外表改性次要基于水热法、无机模版法等化学办法，这种非生物调控的矿化进程晦气于晶体尺寸与结晶度的节制，从而限定了其生物学效应的高效发扬。

近日，中国迷信院上海硅酸盐研讨所研讨员吴成铁团队提出微生物催化活性矿物诱导成骨的思维，并应用微生物催化作用构建生物陶瓷支架外表微构造用于骨组织再生。受自然界中微生物矿化征象的启迪，研讨团队通过微生物催化作用在传统陶瓷资料（硅酸盐）外表成长出具备生物活性的纳米碳酸钙矿物，将传统陶瓷资料与微生物基活性资料相联合，用于骨（图1）。该研讨结果以Microbially Catalyzed Biomaterials for Bone Regeneration为题颁发在Advanced Materials上。

研讨团队应用产脲酶菌（S.cohnii）的代谢作用在陶瓷资料外表诱导出平均的生物矿化层（图2）。在这个进程中，微生物起首粘附在基底陶瓷外表，在脲酶和碳酸酐酶的催化下提升微情况中的pH与CO32-浓度。同时，细胞壁外表的负电性基团吸附Ca2+，匆匆进碳酸钙颗粒的结核与成长。微生物在陶瓷资料外表构建的纳米碳酸钙矿物显明克制了硅酸钙陶瓷的疾速降解，并对骨髓间充质的粘附、铺展、增殖、迁徙和分解等细胞生物活性具备更好的匆匆进作用。在皮下植入和年夜块骨缺损修复植物试验中，微生物催化的外表生物资料具备优越的生物相容性，表示出显着的匆匆骨组织再生的低劣生物活性（图3）。微生物催化的生物活性资料用于骨组织再生是一种微生物与相联合的新办法，这种战略为生物医学资料的制备提供了新思绪。

相关研讨得到国度重点研发筹划、国度自然迷信基金、上海市迷信技术委员会等的支持。(100yiyao.com）

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