阮长顺研究团队制备出促成骨性生物可降解哌嗪基聚氨酯3D支架.pptxVIP

阮长顺研究团队制备出促成骨性生物可降解哌嗪基聚氨酯3D支架汇报人：2024-01-18

CATALOGUE目录研究背景与意义哌嗪基聚氨酯3D支架制备方法与过程促成骨性能评价及机理探讨生物可降解性能评价及降解产物安全性分析动物实验验证治疗效果和安全性总结与展望

01研究背景与意义

123由于创伤、感染、肿瘤等多种原因导致的骨缺损在临床治疗中仍面临巨大挑战。骨缺损治疗需求自体骨移植和异体骨移植等传统治疗方法存在来源有限、免疫排斥等问题。传统治疗方法的局限性组织工程技术的兴起为骨缺损治疗提供了新的思路，通过结合细胞、生长因子和生物材料构建具有生物活性的组织工程骨。组织工程的发展骨组织工程现状及挑战

聚乳酸、聚己内酯等材料的应用在骨组织工程中，聚乳酸、聚己内酯等生物可降解材料已被广泛应用于支架的制备。材料性能的要求理想的生物可降解材料应具有良好的生物相容性、适当的机械强度、可控的降解速率以及促进细胞黏附和增殖的能力。生物可降解材料的优势能够在体内降解并被机体吸收或排出体外，避免二次手术取出。生物可降解材料在骨组织工程中应用

首次将哌嗪基聚氨酯应用于骨组织工程3D支架的制备，丰富了生物材料的种类和应用范围。创新性为骨缺损的治疗提供了新的选择，有望解决传统治疗方法存在的问题，提高患者的生活质量和预后。潜在的临床应用价值哌嗪基聚氨酯3D支架具有良好的生物相容性、适当的机械强度和可控的降解速率，能够满足骨组织工程的需求。优异的性能表现通过体外和体内实验证明，该支架能够促进骨髓间充质干细胞的黏附、增殖和分化，进而促进骨再生和修复。促进骨再生哌嗪基聚氨酯3D支架研究意义

02哌嗪基聚氨酯3D支架制备方法与过程

材料选择与合成路线设计原料选择选用高纯度哌嗪、异氰酸酯等作为主要原料，确保产品质量和生物相容性。合成路线设计通过优化合成条件，控制反应温度、时间和催化剂用量等参数，实现高分子量哌嗪基聚氨酯的合成。

3D打印设备选用高精度3D打印机，确保打印精度和分辨率满足医学要求。打印参数设置调整打印温度、速度、层厚等参数，以获得理想的支架结构和力学性能。支架结构设计利用计算机辅助设计软件，设计具有促成骨性能的多孔结构支架模型。3D打印技术应用于支架制备

后处理工艺对打印完成的支架进行清洗、干燥、热处理等后处理工艺，以去除残留溶剂、提高力学性能和生物相容性。性能优化通过改变支架孔径大小、孔隙率等结构参数，优化其促成骨性能和生物降解性能。生物相容性评价采用细胞培养、动物实验等方法，评价支架的生物相容性和促成骨效果，确保其安全性和有效性。支架后处理及性能优化

03促成骨性能评价及机理探讨

通过细胞毒性试验，评估材料对细胞的毒性程度，确保材料具有良好的生物相容性。细胞毒性测试观察细胞在材料表面的黏附与增殖情况，评价材料对细胞生长的支持能力。细胞黏附与增殖研究细胞在材料上的形态和功能变化，了解材料对细胞行为的影响。细胞形态与功能细胞相容性评价

骨形成相关蛋白表达分析骨形成相关蛋白（如骨钙素、骨桥蛋白等）的表达情况，了解材料对骨基质合成的影响。信号通路研究探讨材料诱导成骨的信号通路机制，如BMP、Wnt等信号通路在成骨过程中的作用。成骨基因表达检测成骨相关基因（如RUNX2、OSX、OPN等）的表达水平，评估材料对成骨分化的诱导能力。成骨相关基因表达分析

促成骨机制探讨深入研究材料与细胞的相互作用机制，包括细胞对材料的响应以及材料对细胞行为的调控，揭示材料促成骨的内在机制。材料与细胞相互作用研究材料表面的物理和化学特性，如粗糙度、亲水性、电荷等，探讨这些特性对细胞行为和成骨分化的影响。材料表面特性分析材料降解过程中产生的降解产物，研究这些产物对细胞行为和成骨分化的调控作用。材料降解产物

04生物可降解性能评价及降解产物安全性分析

通过在不同时间点对支架的质量损失进行测定，可以计算出支架的降解速率。实验结果表明，该支架在体外模拟环境中的降解速率适中，能够满足骨组织工程的需求。降解速率测定通过对支架在体内的降解过程进行长期观察，可以确定支架的降解周期。实验结果显示，该支架在动物体内的降解周期与骨组织再生周期相匹配，有利于骨缺损的修复。降解周期测定降解速率和周期测定

细胞毒性评估通过对降解产物进行细胞毒性试验，可以评估其对细胞生长和增殖的影响。实验结果表明，该支架的降解产物对细胞无明显毒性作用，不会对周围组织产生负面影响。组织相容性评估将支架植入动物体内后，观察其与周围组织的相容性情况。实验结果显示，该支架具有良好的组织相容性，能够与周围组织紧密结合，促进骨组织再生。降解产物对细胞和组织影响评估

安全性总结综合以上实验结果，可以得出结论：该支架具有良好的生物安全性，其降解产物对细胞和组织无明显毒性作用，不会对人体产生危害。生物相容性总结该支架具有良好的生物相容性，能够与周