一、痛点问题

金属、聚合物或陶瓷等生物材料作为骨替代物广泛应用于骨折内固定、关节置换术、脊柱重建等临床手术治疗中。然而，这些外源性生物植入材料很难完全适应组织损伤引起的组织反应，并在骨-内植物界面创造利于骨整合的生理微环境，究其主要原因在于骨整合过程的复杂性。组织再生的研究表明，骨整合的过程也涉及三个不可或缺的阶段：(1)组织炎症反应阶段；(2)成骨细胞增殖和新骨组织形成阶段；(3)骨的重塑和成熟阶段。然而，以往对生物材料的设计为了尽可能地避免宿主的炎症免疫反应，或者在骨植入材料表面更好地诱导成骨，这种单一方面的考虑并不能完全适应生物材料植入后的体内微环境的变化，从而导致体外和体内的结果并不完全一致。

二、项目简介

项目来自于瑞金医院再生医学材料团队。本项目通过贻贝分子介导的金属-酚配位化学与生物正交点击反应相结合的方式来实现现有表面仿生材料的改性。基于生物正交点击化学的特异性分子修饰策略和贻贝灵感通用性表面粘附机制，实现了生物活性分子和金属活性离子的共同负载，获得了一种具有免疫调节和骨诱导双重生物学效应的骨内植物的仿生表面涂层，能够精确适应体内骨组织再生的生物学机制并创造了良好的生理微环境，其中的金属离子与骨诱导生长因子共修饰表面能够诱导巨噬细胞向M2表型极化效果最好，这可能是由于骨诱导生长因子在这种结合中表现出了潜在的免疫调节功能，激活和增强了金属离子的免疫活性，进而协同促进骨整合效应。

图：示意图

三、创新亮点

1.与纯 TiO2组相比，Zn、BMP-2或Zn/BMP-2共修饰的表面双效应涂层可以更好地改善骨内植物的生物相容性。

2.促进巨噬细胞向抗炎M2表型的极化，改善界面周围的免疫微环境。Zn2+的免疫活性和BMP-2肽的骨诱导更有利于调控巨噬细胞从M1表型转向M2表型，分泌抗炎及成骨的细胞因子提供最佳的骨免疫微环境，促进BM-MSCs的成骨分化。

3. Zn/BMP-2共修饰表面能显著促进骨-内植物界面成骨能力，增强体内骨整合效应，提高骨内植物在体内的机械稳定性。

四、知识产权情况

本项目已授权发明专利一项。

五、团队联系人电话

吕孟圆：18018597179