纳米复合水凝胶在骨组织工程中的应用

背景:纳米复合水凝胶是具有良好生物相容性和骨传导性能的仿生材料,在骨组织工程中广泛应用。目的:总结纳米颗粒的分类及纳米复合水凝胶在骨组织工程中的应用。方法:应用计算机对CNKI数据库、PubMed数据库、Web of Science数据库2000至2019年发表的文献进行检索,中文检索关键词为"纳米复合材料,骨组织工程,纳米颗粒,水凝胶",英文检索关键词为"Nanocomposites;Bone Tissue Engineering;Nanoparticle;Hydrogels"。根据纳入和排除标准最终纳入69篇文献进行结果分析。结果与结论:①目前常作为纳米填料的纳米颗粒主要有碳基纳米颗粒、金属和金属氧化物纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、磷酸钙基纳米颗粒;②纳米颗粒与水凝胶的复合能改善水凝胶的机械性能;③纳米复合水凝胶能促进种子细胞的黏附和成骨分化,从而应用于骨组织工程;④目前,纳米复合水凝胶在骨组织工程中的应用还存在纳米颗粒分散性差、骨组织工程中的血管化能力弱及材料降解速率难以调控等问题。

基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程中的应用

天然水凝胶是指原材料来自于天然生物材料的水凝胶。由于这种天然的聚合物含有构成生物体的天然成分,与天然组织具有生物学和化学相似性,而受到特别关注。天然水凝胶由于其与细胞外基质高度的相似性被认为是骨组织工程中优良的仿生基质材料。而针对天然水凝胶机械性能差、成骨诱导性能弱等缺陷,通常需要对天然水凝胶进行改性、引入其他材料或生物活性因子,以此来获得更适用于骨组织工程支架材料。对近年来基于天然水凝胶的生物材料在骨组织工程的应用,与其不同的应用形式(可注射水凝胶、多孔水凝胶支架、3D生物打印水凝胶支架等)进行了概述,以期对这类基于天然水凝胶的生物材料在未来骨组织工程中的应用提供参考。