溶膠凝膠法開發新式具高生物活性之彈性複合骨泥

各種情況下皆會發生骨缺損，病人癒合的必要步驟是經由骨缺損重建以提供骨骼完整機械性。目前臨床上使用玻璃離子體、生物活性玻璃及鈣磷酸鹽骨泥等材料修補骨缺陷，而適合作骨組織修補用的材料必須具備優異生物活性，且與骨組織（主要是由有機相（膠原蛋白）與無機相（氫氧基磷灰石）構成之複合材）相近的結構及機械性。矽是早期骨形成階段的重要微量元素，在低鈣濃度時其含量隨鈣而增加，但當新生骨組成接近氫氧基磷灰石時，則含量低於偵測極限值。材料中溶解的矽可刺激第一型膠原蛋白合成及造骨細胞分化；體外模擬浸泡研究發現矽酸鹽離子可提供磷灰石成核的有利位置。因此矽酸鈣骨泥將會開啟自身硬化生物活性填充材料新局面。
當以常用的鈣磷酸鹽骨泥(CPC)糊狀物植入骨缺損區開始硬化時，可能會因血液或其他液體而崩解或沖蝕，因此，添加某些黏著提昇因子(cohesion promoters)到骨泥以發展抗沖蝕材料，受到眾多矚目。就我們所知，目前並沒有抗沖蝕的自身硬化及高生物活性矽酸鈣骨泥材料。
本三年計劃的主要目標是結合天然高分子及矽酸鈣，開發出抗沖蝕的自身硬化及高生物活性仿生彈性鈣矽骨泥。第一年計劃將經由各種材料基本分析、體外模擬測試及細胞相容性評估，達成矽酸鈣骨泥製程參數最佳化，製程參數包括溶膠-凝膠法的前導物比例、熟化時間及煅燒溫度等。第二年將利用三種不同細胞研究此具潛力的材料之刺激骨細胞增殖、分化及其基因表現。最後一年將天然高分子幾丁聚醣及明膠加入鈣矽骨泥以改善黏著性與有利臨床操作，達成開發新式的抗沖蝕鈣矽骨泥系統。本三年計畫兼顧基礎研究及醫學應用，預期此三年研究結果在生醫材料及生物科技領域上會有其顯著效能。