【正文】 織誘導性為研究重點，避開體外培養(yǎng)活體細胞的復雜技術，提高信號分子活性及有效作用，同時避免了體外培養(yǎng)活體細胞帶來 的其它問題，亦可大幅度節(jié)約治療費用。 國外同類研究是通過人造血管替代羊的血管，動物體內(nèi)生成血管內(nèi)膜，取出殺活、去除免疫源性解決人造血管的抗凝血性問題，效果不理想。心血管系統(tǒng)植入器械，國外大量使用植入器械表面釋藥及各向同性碳涂層解決抗凝血性問題，迄今仍不理 想，患者需每日服用抗凝血藥解決凝血問題。 3．建立在細胞和分子水平上研究和評價材料組織誘導性和生物相容性的整套方法和模型。將生物相容性的研究推進到分子水平，國際上分子相容性的研究近年來才起步。尚未發(fā)現(xiàn)國際同類工作報導。國際上僅少數(shù)實驗室有類似工作，迄今未發(fā)現(xiàn)正式報導。需要在國內(nèi)競爭擇優(yōu)支持的課題需明確說明如何競爭擇優(yōu)、如何組織落實。 主要研究內(nèi)容 ： （ 1）材料誘導非骨組織再生的體內(nèi)外試驗和研究模型； （ 2）材料表面 /界面及其結構（特別是分子結構和微結構）的表征、體內(nèi)誘導骨和非骨組織組織形成的主要生長因子與材料的相互作用、特異性識別及選擇性吸附規(guī)律及其理論模型； （ 3）誘導骨和非骨組織生長的三維微環(huán)境的形成、表征及其與材料表面和本體的組成、結構和生理環(huán)境的關系，對基因表達、細胞分化和組織形成途徑的影響和機理。 （ 5）生物分子 、納米磷酸鈣功能界面和涂層分子設計和制備及其組織誘導作用和機理。 （ 7）材料表面 /界面表征及植入體表面，特別是納米級特征跟蹤及生物相容性評價。 目標 ： 建立材料非骨組織誘導性的體、內(nèi)外試驗及研究模型；提出材料表面 /界面與體內(nèi)本征蛋白相互作用及選擇性吸附的理論模型；提出適于特定組織形成的微環(huán)境的表征，及其對細胞基因表達及分化途徑的調控規(guī)律和機理；證明材料對非骨組織的誘導作用；初步揭示誘發(fā)材料對非骨組織誘導作用的材料學因素，提出機理解 釋。 承擔單位 ：四川大學、 中國科學院上海硅酸鹽研究所 課題負責人 ：張興棟（教授、博導）、 劉宣勇 （副 研究員 、博士） 經(jīng)費比例 ： 22% 2．原位誘導組織再生材料及其功能界面 本課題重點研究可原位誘導軟骨和皮膚再生的三維材料及其功能表面的設計和構建。 （ 2）材 料的表面設計及具有特異性信號分子的原位誘導功能界面的構建，信號分子與表面結合和對細胞分化的調控機制。 （ 4）利用自組裝的原理和技術制備具有一定宏觀形狀和微結構的三維誘導組織再生材料，并建立對該材料降解行為的體外和體內(nèi)試驗評價體系。 （ 6）材料生物安全性和功能性試 驗和評價，動物和臨床試驗模型的建立。研制出 2－ 3 種原位誘導軟骨和皮膚的材料，達到臨床試驗水平。爭取 1－ 2 項軟組織修復材料的國家食品藥品監(jiān)督管理局（ SFDA）生產(chǎn)許可證。 主要研究內(nèi)容 ： （ 1）原位誘導組織生長的高分子基因載體材料的分子設計、裝配原理和制備方法；分子結構、組成等對 DNA 組裝的影響和作用。 （ 3）材料 /DNA 復合物在動物體內(nèi)的基因表達；材料多功能組分對基因表達的影響及其靶向機理。 （ 5）生物安全性及臨床應用前景評價。完成 1— 2 種用于微創(chuàng)傷治療的原位誘導組織形成和生長及裝載基因的生物材料的設計和制備及臨床前研究。 承擔單位 ：四川大學、武漢大學 課題負責人 ：顧忠偉（教授、博導）、卓仁禧（院士） 經(jīng)費比例 ： 30% 4．誘導抗凝血生物化表面的設計和構建 本課題研究抗凝血材料表面的分子設計原理和改性機理，以賦予其誘導抗凝血生物化表面形成的生物功能。 （ 2）心血管材料的微結構設計與制備。 （ 3）材料表面生物大分子固定及細胞外基質的修飾，及其對改善材料與內(nèi)皮細胞親和性的作用。 （ 5）心血管材料生物功能化表面的抗凝血、生物安全性評價和體內(nèi)應用研究。研究和開發(fā)出具有優(yōu)異抗凝血效果的 12 種心血管植入材料，如小口徑人工血管或血管支架，并進入臨床試驗。 承擔單位 ：南開大學、西南交通大學 課題負責人 ：孔德領（教授、博導）、黃楠（教授、博導） 經(jīng)費比例 ： 12% 5．自組裝生物材料及其誘 導組織生長的機理 本課題基于組織誘導性材料和自然組織組成、結構與生物功能的關系研究，建立組織誘導材料分子設計及裝配原理。 （ 2）材料與細胞的相互作用及特異性識別，微觀鏈接和過程及與組織修復相關的細胞激活及機制。 （ 4）材料在體內(nèi)超微結構，特別是納米特征的變化，降解、降解產(chǎn)物及其對 材料組織誘導性的影響。 目標 ： 闡明材料與神經(jīng)和肝細胞等的相互作用、微觀鏈接、特異性識別的機理；建立神經(jīng)和肝組織等誘導材料的分子設計和裝配原理，以及單細胞 /材料相互作用的膜電位檢測方法；自組裝制備出誘導神經(jīng)和肝組織修復的生物材料；建立其生物安全性評價標準和方法；完成臨床前試驗及臨床試驗，神經(jīng)修復材料取得國家 SFDA 生產(chǎn)許可證。 承擔單位 ： 清華大學，武漢理工大學 課題負責人 ：崔福齋（教授、博導）、李世普（教授、博導） 經(jīng)費比例 ： 13% 6． 天然絲素蛋白基材料及其組織誘導功能的構建 本課題研究具有多種潛在應用價值的、我國資源豐富的天然絲素蛋白基材料，構建其組織誘導功能。 （ 2）蠶絲絲素蛋白基材料表面與細胞間的相互作用 ,細胞在材料表面的粘附及生長特性。 （ 4）結合血管化活性的研究，構建能誘導細胞生長、增殖，形成具有良好形態(tài)、結構及功能的皮膚等軟組織修復材料。 （ 6）研究蠶絲絲素蛋白基材料或降解產(chǎn)物的免疫原性、機體對蠶絲絲素蛋白基材料的免疫應答機制 , 并通過對蠶絲絲素蛋白基材料本體及表面的處理，研究具有低免疫原性、又能使 機體免疫系統(tǒng)適度活化的絲素蛋白基生物醫(yī)用材料。 獲得 2 種以上具有應用價值的蠶絲絲素蛋白基軟組織修復材 料和抗凝血材料。 承擔單位 ：蘇州大學 、北京理工大學 課題負責人 ：白倫（教授、博導） 經(jīng)費比例 ： 10% （四） 各課題間的相互關系，以及與項目總體目標和五年目標的關系 根據(jù)預期目標，本項目研究重點和核心是賦予材料誘導組織再生的生物功能，為發(fā)展具有誘導組織再生生物功能的生物醫(yī)用材料和制品奠定基礎；關鍵科學問題是在細胞和分子水平上深入認識材料的組織誘導性與其組成和結構及環(huán)境的關系，特別是材料表面 /界面與體內(nèi)蛋白、細胞間的相互作用的規(guī)律，以及組織形 成環(huán)境對基因表達和細胞分化的影響。因此，對于材料組織誘導性與其組成、結構關系的認識，只有通過不同途徑形成的不同材料與特定功能組織間的相互作用的不同側面進行深入研究，才可能總結出共性的規(guī)律，解決本項目的關鍵科學問題，達到預期目標。 其中 1課題是通過材料自身的優(yōu)化設計而不外加生長因子或活體細胞，賦予材料誘導硬組織，特別是非骨組織再生的生物功能研究； 2課題是通過設計和構建功能界面，賦予材料原位誘導形成的生物功能； 3課題是通過材料裝載功能基因，利用基因轉染和表達實現(xiàn)原位誘導組織形成，并對病變組織或器官實施基因治療； 4課題是通過材料表面分子設計和改性，賦予材料誘導抗凝血生物化表面形成的生物功能； 5課題是通過材料的組織誘導性與其結構關系研究的結果，分子設計和裝配軟組織誘導生物材料； 6課題是針對具有很大的潛在應用價值的、生物相容性優(yōu)異的、我國資源豐富的天然絲素蛋白基生物材料，研究誘導組織再生的生物功能的構建，亦為本項目上述研究結果的綜合例證。每個課題從特定的側面揭示材料的組織誘導性與其組成和結構及微環(huán)境的關系，材料表面 /界面與特定組織間相互作用的規(guī)律和機制，以及具有特定組織誘導性生物功能材料的設計和構 建。同時，選擇的研究對象包括矯形及整形外科修復材料、血液相容抗凝血心血管系統(tǒng)修復材料，覆蓋了生物相容性材料市場 80%以上，研究內(nèi)容包括材料與機體間相互作用的基本規(guī)律，組織誘導性生物材料的設計和裝配以及其生物安全性和功能性的評價，因此將可以帶動我國整個現(xiàn)代生物醫(yī)用材料科學和產(chǎn)業(yè)體系的形成，并對其發(fā)展產(chǎn)生直接效應，實現(xiàn)本項目預期目標。 各課題組試驗材料的制備、裝配和表征，模型表面的構建。 骨誘導材料類骨磷灰石表面 /界面微結構和骨誘導微循環(huán)的表征，對蛋白吸附譜、細胞因子分泌、基因表達及細胞分化途徑的影響和調控機制。 建立初步的研究模型。 發(fā)表論文近 60 篇，申請專利 6項。 生長因子、基因、生物分子對材料及其表面的修飾和裝配，及對細胞特異性分化、增殖及組織形成的影響及機理。 材料誘導組織形成的組織形態(tài)學證據(jù)。 揭示活性生物分子對細胞轉染、黏附、分化和組織形成的影響和機制。 第二代骨誘導人工骨臨床試驗。 研究內(nèi)容 預期目標 第 三 年 組織誘導材料微環(huán)境的形成、表征及其降解和降解產(chǎn)物對細胞因子分泌、基因表達及細胞分化調控的影響和機理。 材料誘導組織形成的分子生物學證據(jù)。 提出組織誘導微環(huán)境表征方法，揭示微環(huán)境對細胞因子分泌、基因表達及組織形成調控的規(guī)律和機理 。 給出材料組織誘導作用的分子生物學證據(jù) 。 骨誘導涂層材料進入臨床試驗 。 第 四 年 研究并證明誘發(fā)材料組織誘導作用的材料學和生物學因素及組織誘導材料設計原理 。 優(yōu)化材料的臨床試驗 。 材料組織誘導作用的機理研究 。 提出誘發(fā)材料組織誘導作用的材料學和生物學因素；提出軟骨、皮膚、肌腱、神經(jīng)、 肝、抗凝血材料及絲素皮膚和血管材料的設計原理 。 申報自裝配神經(jīng)、肝組織誘導材料生產(chǎn)注冊證 。 研究內(nèi)容 預期目標 第 五 年 在各課題層面形成材料組織誘導性理論基礎上，形成材料組織誘導性理論 。 申報產(chǎn)品生產(chǎn)注冊證 。 申報皮膚、軟骨及抗凝血器械產(chǎn)品生產(chǎn)注冊證近 4 項 。 申報部、省及國家獎 ?4