牙釉质仿生矿化是模仿牙齿形成的生物矿化机制，在体外模拟机体微环境，通过分子仿生合成和分子自组装等技术，构建类似牙釉质生理形成过程的微观条件，从而控制无机矿物晶体的形成过程，最终形成具有独特微观结构以及优异的生物学和理化性能的类牙釉质结构的过程。牙釉质结构破坏后的再矿化及仿生矿化修复是未来方向，有较大的临床应用需求及前景，近年研究进展迅速，研究成果引人瞩目。本文对相关进展作一综述。

目的:探讨仿生矿化后的丝素电纺复合支架体内修复颅骨缺损的能力。方法:利用静电纺丝技术制备丝素电纺支架(非矿化组)，通过模拟体液(SBF)浸泡法对支架仿生矿化(矿化组)，扫描电镜观察其微观形貌。18只8周龄的雄性SD大鼠购自南京医科大学动物实验中心，采用随机数字表示法分为3组，分别为矿化组、非矿化组和对照组，每组6只。构建SD大鼠颅骨缺损模型，在直径为5 mm的骨缺损区分别植入矿化组及非矿化组支架，对照组不作处理，分别于术后4、8周取材，通过微计算机断层扫描技术(micro-CT)、苏木精-伊红(HE)及马松染色(Masson染色)比较评估不同支架的体内骨再生情况。应用GraphPad Prism 8统计软件分析，采用单因素方差分析。结果:扫描电镜结果显示仿生矿化后的丝素电纺支架表面形成明显的羟基磷灰石矿化层。动物实验结果显示，术后4周和8周，通过对CT三维重建、HE及Masson染色的观察以及对骨体积分数(BV/TV)，骨小梁数(Tb.N)，骨小梁厚度(TB.Th)和骨小梁间隙(TB.Sp)定量指标的分析结果显示，在矿化组和非矿化组均能观察到新骨的形成，且矿化组的修复效果均优于非矿化组，差异有统计学意义[矿化组、非矿化组及对照组BV/TV在4周时分别为(22.880±2.324)、(12.600±1.965)、(4.967±1.580)%， F＝61.838， P<0.05，8周时分别为(45.770±4.433)、(29.400±4.086)、(19.310±2.272)%， F＝38.686， P<0.05；Tb.N在4周时分别为(0.029±0.001)、(0.019±0.003)、(0.008±0.003) mm -1， F＝52.890， P<0.05，8周时分别为(0.053±0.002)、(0.037±0.003)、(0.023±0.001) mm -1， F＝171.433， P<0.05；TB.Sp在4周时分别为(10.810±0.179)、(11.350±0.098)、(11.730±0.163) μm， F＝27.655， P<0.05，8周时分别为(8.792±0.175)、(10.060±0.339)、(11.150±0.275) μm， F＝56.807， P<0.05]。 结论:仿生矿化后的丝素电纺复合支架能有效促进骨再生，有望用于骨组织工程。

目的:探索一种操作简单、实用性强的体内构建大尺寸骨组织的方法。方法:采用大鼠双侧股骨及胫骨原代培养骨髓间充质干细胞（BMSCs），应用流式细胞仪鉴定BMSCs表面标志物、倒置显微镜观察细胞形态、Von Kossa矿化结节染色观察BMSCs成骨分化、油红O染色观察BMSCs的成脂分化情况。用CBD-BMP2（具有胶原结合区的BMP2）和微米级胶原丝结合构建分化微控单元，用大鼠骨髓间充质干细胞（BMSCs）和Cultispher-s胶原微球构建细胞单元。分别用注射器把分化微控单元-细胞单元混合组（实验组）、细胞单元组（对照组1）、分化微控单元组（对照组2）注入到11只SD雄性大鼠背部皮肤下，3组大鼠养至30 d后处死，取出皮下培养出的仿生组织。电镜及显微（Micro）CT扫描观察仿生组织表面和内部结构，对仿生组织进行HE染色、碱性磷酸酶（ALP）染色来观察组织内细胞分布及成骨成分的染色表达。采用5-溴-4-氯-3-吲哚-磷酸盐（BCIP）/四唑淡蓝（NBT）ALP显色试剂盒对仿生组织进行碱性磷酸酶活性检测；能谱分析测定仿生组织的钙离子含量；压缩模量检测仿生组织的生物力学强度。结果:P3代BMSCs表面阳性抗原CD44和CD90表达比例分别为95.11%、96.18%；造血表面标志CD11b和CD45的比例分别为1.18%、1.82%。BMSCs呈梭形、融合成片、旋涡状。BMSCs成骨诱导后可见大量的黑色矿化结节形成；BMSCs成脂诱导后可见大量的圆形红色的脂滴形成。实验组培养出大小约为1.3 cm×2.1 cm×0.6 cm、质地较硬的骨样组织，对照组1组培养出大小为1.0 cm×1.0 cm×0.4 cm、质地软的组织，对照组2未培养出成形组织。电镜及Micro-CT可见实验组仿生组织的外表为高信号的骨性结构，内部也充满大范围的高信号的骨性结构；对照组1仿生组织则未发现高信号结构。HE染色显示实验组形成大量骨组织，对照组1则未形成骨组织。实验组较对照组1产生更多的ALP，且实验组ALP活性高于对照组1[（0.023±0.005）nmol·mg -1·min -1比（0.005±0.002）nmol·mg -1·min -1， P<0.05]。实验组钙离子含量为7.42%，对照组1为0.34%。实验组压缩模量高于对照组1[（2.62±1.41）MPa比（0.03±0.01）MPa， P<0.05]。 结论:利用细胞单元和分化调节单元在体内构建出大尺寸骨组织简单可行。细胞单元和分化微控单元具有可注射性，可以直接将其注入到骨折或者骨缺损处进行治疗，为组织工程走进临床试验提供了新思路。

目的:探讨骨置入物表面仿生矿化微纳拓扑结构载碘涂层的抗菌与成骨性能。方法:首先，在钛合金（Ti6Al4V）片表面通过碱热反应构建钛酸氢钠的纤维网状结构，标记为碱蚀（AT）组；然后，在改良模拟体液中仿生矿化形成高比表面积的微纳拓扑结构，标记为碱蚀后仿生矿化（AT-CaP）组；最后，负载聚乙烯吡咯烷酮碘（PVPI）构建新型抗菌骨整合涂层，标记为碱蚀后仿生矿化载碘（AT-CaP-PVPI）组。每组3次平行实验，在涂层表面观察金黄色葡萄球菌的形貌和数量，检测其体外抗菌性能。取15只SD雄性大鼠，随机分为3组（ n=5）：AT组、AT-CaP组、AT-CaP-PVPI组，在大鼠股骨下端髓腔内注射金黄色葡萄球菌后，分别置入经AT、AT-CaP及AT-CaP-PVPI涂层处理的钛棒。比较3组大鼠术后4周股骨置入物表面的成骨状态、新生骨量体积比及骨小梁数目等。 结果:体外实验结果显示：AT组和AT-CaP组涂层表面细菌保持其固有的椭圆球形或圆球形，细菌处于良好的存活状态；而AT-CaP-PVPI组涂层表面细菌出现膜变形凹陷，有些细菌已经完全破裂、溶解，大量细菌死亡。体内实验结果显示：AT组置入物周围几乎无新生骨形成；AT-CaP组置入物周围散在分布新生骨，但是新生骨分布不连续；AT-CaP-PVPI组置入物周围可见大量新生骨，且新生骨分布均匀，无感染迹象。AT-CaP-PVPI组置入物表面新生骨量体积比和骨小梁数目分别为0.453±0.206和6.055±0.536，均显著高于AT组（0.046±0.028、1.667±1.249）和AT-CaP组（0.188±0.052、3.804±0.889），差异均有统计学意义（ P<0.05）。 结论:置入物表面仿生矿化微纳拓扑结构载碘涂层具有较强的抗菌能力和较好的骨整合活性。

目的:研发模仿天然骨组织细胞外基质微纳结构的多孔矿化胶原基质，探讨其对骨髓间充质干细胞(BMSCs)迁移及骨缺损的修复效果。方法:采用仿生矿化法合成多孔胶原基质支架材料，使用micro-CT、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜检测多孔矿化胶原基质微纳结构、机械性能，体外细胞共培养检测胶原基质对BMSCs细胞增殖、迁移的影响，大鼠下颌骨临界骨缺损植入支架材料后比较各组支架材料引导骨再生的能力。结果:仿生矿化法可制备疏松多孔、含纤维内纳米磷灰石的胶原基质支架材料(MIA)；与传统含纤维外磷灰石的胶原基质材料(MEA)相比，MIA具5倍以上的杨氏模量；体外接种2、14 d可观察到MIA组BMSCs细胞MTT染色和细胞渗透深度明显高于对照组，体内植入10周后MIA组缺损区域明显减小，Runt相关转录因子2(Runx2)和Osterix阳性细胞增多。结论:仿生多孔纤维内矿化胶原基质具有良好的生物学性能，可促进骨髓间充质干细胞增殖和迁移，促进新骨形成，是具备临床应用前景的骨再生支架材料。

当先天或后天因素造成的骨缺损超出自愈范围时，需通过植骨填充缺损以促进骨修复。目前临床应用的骨修复材料包括自体骨、同种异体骨及各类人工材料，这些材料各有利弊。其中，双相磷酸钙（BCP）因其与天然骨的无机矿化相组成相似，具有较好的生物相容性和生物活性等优点，成为极具前景的骨组织修复材料。许多研究已证明BCP作为仿生骨的潜力。本文将结合近几年关于BCP的研究做一综述总结分析，为临床应用提供一种新思路。

疫苗被认为是疫病防控的有效手段之一,其主要类型包括传统灭活疫苗、弱毒疫苗以及新型蛋白、核酸和多肽疫苗等.新型疫苗的抗原成分多为生物活性物质,容易受到外界环境的影响,单独使用在体内易被代谢且免疫原性弱,必须搭配佐剂使用.不同类型的疫苗搭配使用的佐剂普遍存在制备过程复杂、生物安全性低、稳定性差、转染效率低等问题.因此,亟待开发一种更加安全、高效、生物相容性好以及易制备的新型疫苗佐剂/递送载体.ZIF-8(zeolitic imidazolate framework-8)是由锌离子和2-甲基咪唑结合而成的一类金属有机框架材料,具有高稳定性、高比表面积、低毒性以及高生物相容性等特点.近年来,由于ZIF-8独特的结构和优异的热稳定性,研究人员通过仿生矿化的方法使ZIF-8包封蛋白、核酸、细菌和病毒等生物活性成分,可作为疫苗新型佐剂/递送载体.概述ZIF-8作为蛋白疫苗、核酸疫苗、灭活疫苗、病毒疫苗递送载体的相关研究进展,以期为疫苗递送载体的研发提供参考.

目的:构建马面鱼鱼皮脱细胞基质,并通过交联和构建仿生矿化模板对其进行改性,为马面鱼鱼皮作为骨再生(guided bone regeneration,GBR)膜开发提供理论依据.方法:选取了海洋来源的马面鱼鱼皮,采用物理化学联合法制备马面鱼鱼皮脱细胞基质(filefish skin decellularized matrix,FS-ECM),通过苏木精-伊红染色法(hema-toxylin-eosin staining,HE)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和水接触角初步探讨了 FS-ECM的结构特征;同时,一方面利用表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate,EGCG)交联修饰 EGCG 交联改性马面鱼鱼皮脱细胞基质(EGCG crosslinked filefish skin decellularized ma-trix,E-FS-ECM)以提高材料的抗酶解和机械性能,另一方面通过EGCG的修饰构建EGCG-胶原体外仿生矿化模板 EGCG 交联仿生矿化改性马面鱼鱼皮脱细胞基质(EGCG crosslinked biomimetic mineralized filefish skin decel-lularized matrix,EB-FS-ECM),利用胶原仿生矿化策略进一步提高各项性能,采用SEM、mapping、水接触角、弹性模量、热重分析和体外降解评价改性前后材料的理化性能的差异.结果:不同部位FS-ECM的表面结构特性之间无明显差异(P＞0.05),且FS-ECM外表面含有一定量的羟基磷灰石晶体;经过EGCG交联和构建仿生矿化模版的改性,E-FS-ECM、EB-FS-ECM的亲水性、机械强度、热稳定性和抗酶解能力均明显高于FS-ECM(P＜0.05).结论:EGCG交联和仿生矿化能够明显地提高FS-ECM的亲水性、热稳定性、机械强度并减慢了降解速率,通过改性后的马面鱼鱼皮脱细胞基质有望成为理想的引导骨再生技术(guided bone regeneration,GBR)膜材料.

为进一步提高口蹄疫(foot-and-mouth disease,FMD)病毒样颗粒(virus-like particles,VLPs)疫苗的免疫效果,本研究采用仿生矿化方法,将 Zn2+和 2-甲基咪唑按照不同浓度配比制备了不同粒径的FMDV VLPs-沸石咪唑骨架-8(zeolitic imidazolate framework-8,ZIF-8)复合物,以探究尺寸效应对免疫效果的影响.结果显示,成功制备出 3 种不同粒径的 FMDV VLPs-ZIF-8,粒径分别约为 70、100、1 000 nm.细胞毒性和组织病理学试验表明,3 种复合物均具有良好的生物安全性.小鼠免疫试验表明,3 种复合物均能明显提高中和抗体和特异性抗体水平,并且随着复合物体积的减小,其免疫效果也随之增强.本研究表明,ZIF-8 包封 FMDV VLPs可显著增强其免疫效果,且具有尺寸依赖性.

骨组织具有天然的再生能力，但对于较为严重的骨缺损，其治疗需要一定的临床干预。临床修复各种骨缺损的金标准是骨移植，天然骨的治疗移植存在取材有限、并发感染、免疫排斥等问题，人工骨修复材料一定程度上避免了上述问题，提供了较大的应用潜力和前景。矿化胶原是目前仿生程度最高的骨缺损修复材料之一，具有天然骨的成分和多级结构，不仅自身具有治疗骨缺损的能力，还可以与其他物质复合，如高聚物，搭载金属离子与促血管、成骨因子等，提高修复骨缺损的能力。本文着重于治疗骨缺损临床问题，总结了矿化胶原及以其为基质的修复材料治疗不同骨缺损的应用，以期矿化胶原材料为治疗骨缺损修复提供思路。