2024年9月，中国农业科学院农产品加工研究所生物基材料绿色加工创新团队发表了“超声辅助化学修饰增强的纤维素纳米分散体驱动 PVA/HA 骨组织工程支架中的成骨细胞增殖和分化”（Cellulose nano-dispersions enhanced by ultrasound assisted chemical modification drive osteoblast proliferation and differentiation in PVA/HA bone tissue engineering scaffolds）。相关成果在线发表在食品领域国际知名学术期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（JCR一区，TOP，IF= 7.7）上。中国农业科学院农产品加工研究所朱顺顺为论文第一作者，孙红男研究员和木泰华研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程（CAAS-ASTIP-202X-IFST）等项目的资助。
摘要
研究旨在开发一种具有均匀孔径和良好细胞粘附性的生物骨组织支架。为此，研究人员通过超声辅助的烷基化改性制备了改性纤维素纳米晶体（CNCs）分散剂（K-PCNCs），并使用K-PCNCs作为分散剂合成了纳米羟基磷灰石（HC-K）。随后，将HC-K与聚乙烯醇（PVA）复合，利用冰模板法制备了支架。实验结果表明，当超声功率为450 W且时间为2小时时，K-PCNCs的水接触角和取代度最高，其分散性最佳。扫描电子显微镜（SEM）显示，复合支架的孔分布比PVA支架更均匀。随着HC-K含量的增加，复合支架的孔隙率、平衡溶胀率和力学性能先增加后减小，并在HC-K含量为9%（w/w）时达到最大值（分别为56.1%、807.7%和0.085±0.004 MPa）。细胞实验证实了支架具有良好的细胞相容性和矿化能力，碱性磷酸酶（ALP）活性达到了1.71±0.25（ALP活性/mg蛋白）。
·方法
研究人员首先通过超声辅助的烷基化改性制备了改性纤维素纳米晶体（CNCs）分散剂（K-PCNCs），然后使用K-PCNCs作为分散剂合成了纳米羟基磷灰石（HC-K）。接着，将HC-K与聚乙烯醇（PVA）复合，利用冰模板法制备了支架。
·结论
研究人员开发的支架具有良好的生物相容性和力学性能，对于促进骨缺损修复具有很大的应用潜力。
图文赏析
