软材料、硬科技——华诺生物自愈合纳米凝胶有望提升口腔牙种植的植骨疗效
发布时间：
2021-08-25 11:44
来源：
众所周知，口腔科、骨科骨修复的临床主要产品普遍是金属或陶瓷类的硬质材料，虽然可实现骨修复部位稳定的力学支撑，但这往往阻挠了骨组织自身的再生和愈合能力，同时硬质材料的力学不匹配、组织和材料间界面不吻合、长期异物炎症反应、新生组织难以长入等瓶颈问题一直不能得到解决。为此，深圳华诺生物近期与大连理工大学、重庆医科大学口腔医院科研团队提出开发可微创应用的软物质医用材料用于硬组织骨的修复再生。
华诺生物与大连理工团队前期合作开发的新一代自愈合纳米凝胶材料作为具有微创化、智能化、精准递送、生物活性应用优势的颠覆性生物医用材料新技术，基于该技术研发的微创手术止血凝胶已进入临床人体实验阶段。基于这一新材料技术，华诺生物近期与重庆医科大学口腔医院团队合作开发自愈合纳米胶体复合自体血液提取的富血小板纤维蛋白（iPRF）的双网络凝胶材料，为快速、微创的口腔骨再生治疗提供全新的安全、高效的解决方案。该骨修复材料不但可通过微创植入、可塑形且具有生物力学匹配的高强度，且可通过使用患者自身血液提取的iPRF赋予外源性材料无免疫原性的生物活性因子，显著加速骨缺损部位的血管和骨组织重建。
据统计, 2018年我国种植牙的数量已达到240万颗，并且种植牙的数量正以50%的年增速快速增长，种植牙领域显示巨大发展前景。种植牙过程中，种植体周围骨量充足是种植体植入后获得长期稳定性的关键因素，通常需要结合骨诱导材料实现种植体周围骨量的充足。目前临床使用的骨诱导材料以自体、异体骨或合成骨移植物为主，然而其存在供体来源有限、异体骨材料存在免疫原性、不规则形状骨缺损填充困难等瓶颈问题。更重要的是，我国目前口腔骨植入材料70%以上的市场份额被欧美公司产品垄断，且进口产品价格昂贵，给患者带来经济负担。为此，开发比进口产品性能更优、价格更合理、自主知识产权的口腔骨修复材料是生物医用材料和医疗器械耗材领域的重要“卡脖子”问题。针对此，华诺生物与重庆医科大学临床专家、大连理工大学材料专家合作开发出新一代纳米凝胶材料和iPRF复合生物活性材料，实现生物活性因子的精准递送和力学刺激，在牙种植体周围增强骨再生，从而治疗复杂的骨缺损难题。研究表明，复合水凝胶显示可注射、自愈合以及高韧性的优异力学性能，满足临床对骨诱导材料的物理需求。同时，复合水凝胶显示出对不规则形状骨缺损的适配性。在兔上颌窦提升骨再生模型中, 复合水凝胶可通过微创方式注入复杂缺损区域并承受呼吸导致的机械力。同时，复合水凝胶显示出对iPRF中的天然生物活性因子的优异缓释性能。以上性能协同促进了兔上颌窦内的早期血管生成和快速的成骨行为。综合上述结果表明，华诺生物开发的新一代自愈合水凝胶可通过与自体血液提取物iRPF相结合，实现生物活性骨诱导材料的开发，有望进一步在临床口腔骨增量治疗中应用。
更重要的是，该技术的开发为生物活性骨修复物设计提供了新思路。生物活性因子尤其是骨形态发生蛋白（BMP）因子近年在临床上的应用越来越广泛，对骨修复有显著提升作用。美国医疗器械耗材巨头美敦力（Medtronic）公司和Stryker公司等纷纷开发出载重组蛋白因子BMP的胶原海绵骨填充材料产品，并且已大量用于临床骨修复治疗并取得巨大成功。然而，这类载外源性生物活性因子技术药物因子加载效率低、植入初期药物暴释快、难以长期缓释、过量蛋白因子造成的异位成骨等等临床问题，也同样出现大量报道。华诺生物此次研发的纳米凝胶复合患者自体iPRF技术解决了外源性因子引入的上述问题，且纳米凝胶载体为自体iPRF中的促生长因子提供高效缓释载体，可在骨修复部位长期缓释，更提高了骨愈合效果。不仅于此，该材料结合iPRF技术可在软组织修复中同样有效，项目团队正在开展该技术在皮肤创伤、糖尿病足修复等领域的应用。
上述研究成果为口腔种植中植骨材料的进一步临床应用提供了坚实的基础研究支持。相关研究成果由重庆医科大学口腔医院牵头与大连理工大学和华诺生物有限公司合作以“Gelatin Nanoparticle-Injectable Platelet-Rich Fibrin Double Network Hydrogels with Local Adaptability and Bioactivity for Enhanced Osteogenesis”（具有局部适应性和生物活性的明胶纳米颗粒可注射富含血小板的纤维蛋白双网络水凝胶可增强成骨作用）为题目，发表在生物医用材料领域的重要国际期刊（中科院一区期刊）Advanced Healthcare Materials。
相关论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.201901469
推荐