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我国每年骨缺损修复约300万例,李世普通过对人骨组成、结构的分析,在国内率先研制出生物降解多级孔陶瓷仿生人工骨。发明了制备片状解理结构β-磷酸三钙(β-TCP)微晶的技术,并在体内证实由于形成了热力学不稳定的β-TCP片状解理结构,有利于材料降解及参与新骨形成。研制出在体液中可水解的钙磷生物玻璃烧结助剂,实现了β-TCP陶瓷低温烧成,大幅度提高了钙磷陶瓷的生物降解性,使其降解速率与新骨生长速率相匹配。
深入研究了钙磷陶瓷在体内晶体结构的变化特征,较系统探讨了钙磷陶瓷的降解机理,采用纳米探针技术研究材料与细胞间的微环境变化,提出钙磷陶瓷早期以体液溶解为主,后期以细胞介导降解吸收为主的降解机理,并建立了相应细胞降解模型。将45Ca原子示踪技术应用于钙磷陶瓷代谢的研究,首次揭示了降解产生的Ca2+少量通过血液循环分布到各脏器组织中,并通过新陈代谢排出体外,不会产生积累,大部分参与植入区域的新骨形成;发现并证实了成骨细胞和生物大分子参与材料降解及降解产物参与新骨的构建。阐明了钙磷陶瓷能提高成骨细胞活性,促进其向骨细胞分化,成骨方式为膜内成骨。阐明了钙磷材料降解产物的代谢途径和安全性问题,成功应用于骨缺损修复,达到自体骨修复效果。
深入研究了钙磷陶瓷在体内晶体结构的变化特征,较系统探讨了钙磷陶瓷的降解机理,采用纳米探针技术研究材料与细胞间的微环境变化,提出钙磷陶瓷早期以体液溶解为主,后期以细胞介导降解吸收为主的降解机理,并建立了相应细胞降解模型。将45Ca原子示踪技术应用于钙磷陶瓷代谢的研究,首次揭示了降解产生的Ca2+少量通过血液循环分布到各脏器组织中,并通过新陈代谢排出体外,不会产生积累,大部分参与植入区域的新骨形成;发现并证实了成骨细胞和生物大分子参与材料降解及降解产物参与新骨的构建。阐明了钙磷陶瓷能提高成骨细胞活性,促进其向骨细胞分化,成骨方式为膜内成骨。阐明了钙磷材料降解产物的代谢途径和安全性问题,成功应用于骨缺损修复,达到自体骨修复效果。
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