口腔颌面部骨组织再生与功能修复技术的研究与应用

本项目属口腔医学与再生医学领域。临床上常用自体组织修复颌骨缺损，然而这是一种以创伤修复创伤的模式。再生医学为颌骨再生和功能修复提供了新的思路，但目前的骨修复材料缺乏足够的骨诱导性能，尚存在成骨量不足和修复时间过长等弊端，更无法满足大块颌骨组织的再生要求。该项目针对颌骨再生和功能修复过程中的成骨质量和成骨速度两大关键问题，从种子细胞拓展优选、生物材料结构/成分改性、生长因子使用等三个方面展开了探索，获得了以下创新成果： 1. 拓展并优选了种子细胞，建立了颌骨再生新策略 拓展了颌骨再生种子细胞来源，国际首次提出将冻存颌骨来源成骨细胞应用于组织再生的构想，能够成功用于颌骨再生和功能重建，开拓了冻存组织来源细胞用于组织工程再生医学的新思路；优选了骨髓干细胞作为颌面部快速骨再生的理想种子细胞，具有重要的临床指导意义，相关研究成果以封面论文的形式发表在口腔领域最权威期刊JDR（JDR. 2013）；在上海交通大学“985”干细胞与再生医学转化平台的支持下，率先将富集骨髓干细胞的生物支架材料引入颌面骨组织再生，在大块颌骨缺损修复中有较好的临床治疗效果。 2. 研发结构/离子成分改性新材料，推动临床转化应用研究，明显提高骨再生效果 提出了联合使用微纳结构和离子成分进行生物材料表面修饰以协同提高成骨诱导能力的设计理念，发现微纳结构和离子成分分别主要起到了调控干细胞早期粘附和成骨向分化的功能作用；推动了结构和成分改性多孔支架材料的临床对照试验，评估显示新材料较对照材料的骨修复效果有显著性提升；研发的相关结构和成分改性的生物力型下颌骨钛支架已完成了临床前大动物下颌骨体大块缺损修复实验评价，在体内能够实现钛支架-骨-软组织的完全整合。获得国家发明专利1项。 3. 发现BMP-2募集干细胞的新机制，建立了BMP-2与多种因子协同提高颌骨再生治疗的新方案 首次证实了BMP-2通过募集干细胞并诱导其分化而促进骨再生的作用机制，同时发现联合使用VEGF可以更好地提高干细胞募集效果，加快了颌骨缺损修复速度并提高了骨再生质量；率先提出了使用可注射型丝蛋白凝胶投递生长因子的修复方案，实现VEGF和BMP-2的长期缓慢释放效果；还率先引入Nell-1新基因与BMP-2协同诱导骨髓干细胞，能够形成更加致密的高质量骨组织；并在“973”项目课题的资助支持下，在国内率先开展了负载rhBMP-2的钙磷生物活性材料用于颌面部骨缺损修复临床试验研究，能够明显提高骨再生质量并可用于牙种植功能修复。获得国家发明专利2项。 本项目发表SCI收录文章59篇，影响因子合计248，他引622次。获国家发明专利3项。本项目技术入编 “十一五”、“十二五”全国高等院校口腔医学专业研究生规划教材《固定义齿修复学》、《口腔颌面发育与再生医学》等教材4部。在国际学术会议上就本项目技术作主题发言/特邀报告11次，国内特邀发言/报告13次。本项目的口腔颌面部骨组织再生与功能修复技术在四川大学华西口腔医院、北京大学口腔医院、第四军医大学口腔医院等全国28家三级医院推广应用，社会效益显著。