近日，来自瑞士苏黎世联邦理工学院生物力学研究所的研究显示，通过一种研究团队开发的SiN-GC冷冻凝胶系统，不仅验证其可作为骨组织工程的新方法，而且证实氮化硅作为一种生物陶瓷，拥有巨大潜力。

该研究发表于生物材料，论文地址：doi: 10.3389/fbioe.2021.794586

氮化硅再过去常以工业应用的角色出现，近年来也被视为一种有前途的生物陶瓷获得骨科植入应用的开发。但是由于缺乏氮化硅的生物效应数据，因此未能在医学领域受到足够重视。本次研究通过将氮化硅微粒加载到明胶/壳聚糖冷冻凝胶（GC）中开发了一种氮化硅增强的明胶/壳聚糖冷冻凝胶系统（SiN-GC），目的是生产具有抗生物膜和成骨特性的仿生支架。在该支架系统中，GC成分为细胞提供了亲水性和大孔环境，而SiN成分不仅提供了抗菌性能和骨传导性，还增加了支架的机械刚度，为缺损区域和更好的成骨环境提供了增强的机械支撑。

氮化硅增强冷冻凝胶 (SiN-GC) 的示意图

如图所示。首先，通过戊二醛介导的冷冻凝胶过程，通过明胶和壳聚糖之间的交联合成明胶/壳聚糖冷冻凝胶（GC），并使用氮化硅（SiN）增强GC以制备SiN-GC。研究人员在分析了SiN-GC的特性和生物活性后，进行了体外实验，研究了静态和循环加载条件下的抗菌作用、细胞反应、矿化和成骨等生物学特性。

研究人员还开发了一种生物反应器，用于在循环压缩载荷下培养载有细胞的支架以模拟生理条件，并能够证明 SiN-GC 改善了矿化和成骨，结果表明氮化硅作为生物材料系统组分具有进一步开发用于骨组织工程应用的广阔潜力。

编译 YUXI

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