納米生物復(fù)合材料

從材料學(xué)角度來看，生物體及其多數(shù)組織均可視為由各種基質(zhì)材料構(gòu)成的復(fù)合材料。具體來看，生物體內(nèi)以無機(jī)－有機(jī)納米生物復(fù)合材料最為常見，如骨骼、牙齒等就是由羥基磷灰石納米晶體和有機(jī)高分子基質(zhì)等構(gòu)成的納米生物復(fù)合材料。人們通過仿生礦化方法制備納米生物復(fù)合材料，獲得了優(yōu)于常規(guī)材料的力學(xué)性能。

按照生物礦化過程原理，美國科學(xué)家找到了一種兩親性肽分子，該兩親分子一端為親水的精氨酸－甘氨酸－天冬氨酸(RGD)，另一端含有磷?；陌被釟埢H水的RGD序列有利于材料與細(xì)胞的粘連，而磷酰化的氨基酸殘基可與鈣離子相互作用。此兩親性肽分子能組裝成納米纖維以期促進(jìn)生物礦化，使之成為模板指導(dǎo)羥基磷灰石(HA)結(jié)晶生長。此兩親分子納米纖維溶液可形成類似于骨的膠原纖維基質(zhì)的凝膠，因此可將疑膠注射至骨缺損處作為生成新骨組織的基質(zhì)。研究表明將凝膠置于含酸和磷酸鹽離子的溶液中，20min后體系仿生礦化，HA結(jié)晶沿纖維生長，轉(zhuǎn)變成羥基磷灰石－肽復(fù)合材料，該納米生物復(fù)合材料堅(jiān)硬如真骨。

清華大學(xué)研究開發(fā)的納米級(jí)羥基磷灰石－膠原復(fù)合物在組成上模仿了天然骨基質(zhì)中無機(jī)和有機(jī)成分，其納米級(jí)的做結(jié)構(gòu)類似于天然骨基質(zhì)。多孔的納米羥基磷灰石－膠原復(fù)合物形成的三維支架為成骨細(xì)胞提供了與體內(nèi)相似的微環(huán)境。細(xì)胞在該支架上能很好地生長并能分泌骨基質(zhì)。體外及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，此種羥基磷灰石－膠原復(fù)合物是良好的竹修復(fù)納米生物材料。