组织修复与再生医用高分子材料课题组2014年度拟设定SRTP课题情况

课题组老师拟指导的SRTP项目简介如下。每个项目拟招收1-2名学生，将视报名情况，最终决定是否全部项目申报。

你未来深造和成功的起点，就从SRTP开始吧！

欢迎确实喜欢科研、并期望得到正规实验室训练的同学报名参与！

1. 骨水泥制备与应用研究（高长有教授）

1958年Charney首次应用聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）固定股骨假体，成功施行全髋关节置换。从此，PMMA这一高分子合成材料被广泛应用于假体植入手术。PMMA骨水泥具有良好的生物相容性，保证术后假体的即时稳定，在骨组织-骨水泥-假体界面上无任何微动，允许术后早期负重。目前，该技术主要被欧美及日本所占有，国内几乎没有相应研发单位，产品基本依赖进口。面对这样一个重要的技术问题及市场需求，相关产品的开发具有重要的意义。本课题基于此背景，以本科高分子化学实验中PMMA悬浮聚合为基础，开展医用级PMMA骨水泥的制备与应用研究，探索其对植入医疗器械的固定效果；视进度开展动物实验。

2. 纳米粒子与不同表面修饰的蛋白之间的相互作用（高长有教授）

纳米粒子作为一种药物传输或诊断已经受到了广泛的关注和研究。但纳米粒子进入生理环境之后不可避免地会吸附一层蛋白（除非经过特别修饰），影响其进入细胞或组织的途径和生理作用。因此研究蛋白与纳米粒子的相互作用尤其重要。蛋白作为一种特殊结构和功能的纳米微粒，其自身表面的电荷、亲疏水性、表面结构以及三维结构都会影响其与纳米粒子的相互作用，从而影响其生理性能。本课题研究通过化学或物理方法修饰蛋白质表面，改变其表面微小的电荷或疏水性质，同时合成一些不同性质的纳米粒子，研究其与纳米粒子的相互作用。

3. 环境响应性分解-组装过程及微纳组装结构的研究（高长有教授）

在本组此前的研究中发现一种基于分解过程的自组装现象：利用聚烯丙基胺和1-芘甲醛间的希夫碱反应制备微胶囊，之后在酸性条件下水解，分解释放的1-芘甲醛分子可组装为纳米管、纳米棒等结构。这种分解-组装过程受聚合物主链结构、可逆活泼连接键种类和可组装悬吊基团种类的影响。本课题的核心研究内容是通过改变这三种因素（例如，悬吊基团换为卟啉、苝，可逆活泼连接换为二硫键），进行体系扩展，研究分解-组装现象的一般规律和机理。在此基础上发展一种分解过程调控的自组装方法，制备不同微纳材料，并进行功能化研究。所得微粒可用于研究微粒的胞吞过程，以及微粒在细胞内变化过程及其对细胞的功能、分化等性能的影响。

4.可降解聚酯电纺支架的制备及其对神经细胞行为的影响 （马列 教授）

可降解聚酯材料广泛应用于缝合线、骨折内固定器件、药物载体等医学领域，但由于该类材料缺乏反应性官能团和生物活性，难以满足再生医学及组织工程对支架材料的要求。本课题通过单体设计，制备马来酰亚胺为侧基的可降解聚酯材料。采用含马来酰亚胺侧基的聚酯或其共混物为材料，采用静电纺丝技术，制备具有可控反应活性位点分布的纳米纤维支架，并进行生物活性修饰，考察支架的图案化结构对神经轴突生长的影响反应性侧基的聚酯材料，进一步通过IKVAV多肽接枝，构建具有可控生物活性位点的新型支架材料，并系统研究支架材料对神经细胞行为的影响。

5. 原位募集骨髓间充质干细胞的大孔水凝胶制备及其软骨修复性能研究（马列 教授）

组织工程支架的三要素包括基体支架、细胞及生物活性因子。与多孔海绵支架相比，水凝胶具有丰富的网络结构及保水性，更加趋近于天然组织。研究表明小分子药物明辛伐他汀在一定的浓度范围内能够有效的促进骨髓间充质干细胞的迁移。同时，软骨组织经过脱细胞处理之后保留了原有的生物因子，能够有效地促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞进行分化。本课题组在以往PLGA多孔海绵复合细胞及生物因子修复软骨缺损的研究基础上，进一步研究大孔水凝胶在小分子药物及天然组织成分共同作用下对软骨损伤的修复效果，以期达到原位募集骨髓间充质干细胞并促进其向软骨细胞分化的作用。

6. 剪切响应性微胶囊的制备及性能研究（仝维鋆副教授）

剪切响应性在生物体内广泛存在。例如红细胞在在剪切应力作用下可以发生大幅度的拉伸变形，从而可以通过狭小的毛细血管。剪切响应的微胶囊在靶向狭窄血管方面也有重要的应用前景。常见的老年疾病动脉粥样硬化会在血管中形成斑块，导致血管狭窄；容易导致猝死的心肌梗塞、脑梗塞和肺栓塞常常由血栓堵塞血管导致，因此需要用药物溶除血栓。研究表明狭窄或者形成血栓的血管部位的流体剪切应力与正常血管相比可以增加一到两个数量级，从大约正常血管的几十dyne/cm²增加到几百甚至大于一千dyne/cm²，因此原则上剪切应力响应性的药物载体可以在血管的狭窄部位被触发而释放药物，从而避免全身给药带来的副作用。本课题将首先合成功能化纳米微粒或聚合物，通过自组装的手段制备微胶囊或者微球，研究其剪切响应行为。实现剪切作用下的变形恢复或者药物触发释放。

7. 具有细胞内传感功能的胶体微粒的制备及性能研究（仝维鋆副教授）

功能化胶体微粒（微胶囊及微球等）在药物控制释放领域有着广泛的应用前景，而这类载体负载药物或者其他活性物质后常常要进入细胞才能发挥作用。这类微粒在进入细胞过程中其所处的微环境是非常重要的信息。在微粒上结合传感功能可以在其被细胞吞噬的过程中不断报告其所处的微环境（如pH值和离子浓度等），从而有助于人们了解微胶囊进入细胞的详细过程，判定微胶囊在细胞中所处的位置。在本研究中，将利用自组装技术设计和制备具有离子传感功能、装载了活性物质（药物或者基因）并且表面经过特异性修饰的多功能胶体微粒。研究其靶向到肿瘤细胞后进入细胞的过程和途径。通过跟踪传感分子的荧光变化阐明微胶囊进入细胞过程中所处的不同微环境，建立微胶囊在细胞内所处部位与活性物质传递效果之间的关系，为微胶囊活性物质传递载体的进一步优化设计和实际应用打下基础。

8. 细胞膜微囊传递光动力治疗药物研究（毛峥伟副教授）

理想的药物传递体系需要能够长时间在体内循环并且躲避自身内皮网状系统的清除。目前已经有许多天然或合成的材料被用来制备药物传递载体，但这些人工构建的药物体系在体内均难以逃脱免疫系统的识别和清除。而体内的细胞则可以长时间循环。因此我们使用动物细胞作为工厂，构建具有细胞膜结构和功能的细胞膜微囊（Cell Membrane Capsules, CMCs），作为新型的药物载体。本项目将使用CMCs负载光动力治疗药物，并在CMCs表面接枝肿瘤细胞的靶向分子，通过体外细胞培养研究了CMCs对肿瘤细胞的选择性识别和内吞，并通过光照杀死肿瘤细胞。

9. 纳米微粒的遗传毒性研究（毛峥伟副教授）

纳米粒子作为一种药物传输载体或诊断试剂已经受到了广泛的关注和研究。但其生物相容性评价尚未充分展开，不充分清楚纳米微粒对生命体的负面影响，限制了纳米粒子的应用前景。因此本课题希望研究具有不同表面性质的石墨烯和纳米金刚石纳米微粒进入细胞后对细胞DNA结构的影响，并研究其对细胞表型的影响，并通过研究细胞内关键信号，研究其对细胞遗传稳定性影响的机理。

更多详细信息请见课题组网站：http://polymer.zju.edu.cn/biomaterials/index.html

各位老师联系方式：

高长有，教授课题组组长

地址：浙江大学玉泉校区高分子楼317室

联系电话：+86-(0)571-87951108

Email：cygao@zju.edu.cn

马列，教授

地址：浙江大学玉泉校区高分子楼321室

Email：liema@zju.edu.cn

仝维鋆，副教授

地址：浙江大学玉泉校区第8教学大楼707室

联系电话：+86-(0)571-87951922

Email：tongwj@zju.edu.cn

毛峥伟，副教授

地址：浙江大学玉泉校区第8教学大楼707室

联系电话：+86-(0)571-87951922

Email：zwmao@zju.edu.cn

欢迎通过邮件和电话咨询！