生物可降解PHB等支架在组织工程中应用研究

组织、器官的丧失或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一，也是人类疾病和死亡的最主要原因，我国因创伤和疾病造成的组织、器官丧失或功能障碍病例据世界各国之首。组织工程应用了细胞生物学和细胞工程学原理，在解决临床上器官、组织的修复和可供移植的器官、组织严重不足之间矛盾的方面，展示了广阔的前景，具有极大的社会、经济效益。组织工程用支架为细胞提供了获取营养、气体交换、排泄废物和生长代谢的场所，是具有一定外观与功能的组织、器官的物质基础。组织工程的核心是建立由细胞和支架构成的三维空间复合体，支架在组织工程中起到了重要的作用。但是，国外的支架价格昂贵（基材15美元/克），而国内具有自主知识产权的PHB类优质支架基材价格仅0.28美元/克，为支架加工提供了广阔的发展空间。
清华大学化学工程系胡平教授领导的工作小组从1998年开始对组织工程用支架的制备进行了深入、广泛的研究，能够制备各种形状（如膜状、片状、圆柱状、管状、纤维状等任意几何形状）、各种尺寸的以聚β-羟基丁酸酯（PHB）、β-羟基丁酸酯与β-羟基己酸酯的共聚物(PHB-HH)、聚乳酸（PLA）、羟基乙酸-乳酸的共聚物（PLGA）为基材的可降解多孔支架及羟基磷灰复合支架(见附图)，以及聚丙烯酸类水凝胶支架。多孔支架的孔径在100~500微米之间（可调），孔隙率可达90%以上，降解速度可调。制备的多孔支架已在中科院力学所、军事医学科学院、三零一解放军总医院、整形外科医院，第四军医大学，潍坊医学院试用，效果反应良好，例如：与中科院力学所的合作研究表明，经多聚赖氨酸处理的PHB表面细胞粘附力大、细胞种植效率高，为PHB支架应用找到了一个较好的表面修饰方法；组织切片显示在PHB支架中的成骨细胞经21天体外培养后形成了骨组织，Van Kassa 染色表明在PHB支架中的成骨细胞体显示了正常的生理功能，形成了矿化区，为将来把体外工程化的组织移入体内打下一定的基础，、与第四军医大学、北京军事医学科学院基础所合作，利用骨髓基质细胞、软骨细胞成功构建出组织工程骨及软骨。8周内即见层板骨形成，局部已有血管长入（见附图）。展示出我们制造的支架应用前景广阔。
以PHB-HH为基材的多孔支架正在与北京阜外医院、广州人民医院、武汉同济医院等单位合作进行心脏瓣膜组织工程研究。

本研究成果受到科技部生物技术中心的资助，是国家科委"九五"攻关项目之一（96-C03-03-02）。为了保护民族支架制备的知识产权，我们同时申请了两项专利：一种组织和器官修复用多孔支架的制备方法（申请号：00105638.7，公开号：1269247），相分离粒子滤出法制备组织、器官用修复多孔支架的方法（申请号：00105637.9，公开号：1275617）。

联系方式
项目联系人：胡平、高峰 通讯地址：清华大学化工系高分子所(清华大学化学馆401室)
邮编：100084 电 话：010－62782345/ 010－62784550传真：010－62770304