来源:经济日报-中国经济网
近日，泉州师范学院杨大鹏教授课题组与上海交通大学医学院附属第九人民医院眼科樊先群教授课题组合作，从蛋壳中开发出一种新型骨修复纳米材料，具有环保、仿生、骨诱导等特性，为骨组织工程支架材料的开发提供了思路。国际知名学术期刊《化学工程杂志》在线发表了这一研究成果。
在人们的日常生活中，每天都会产生大量的蛋壳废弃物。蛋壳的广泛可及性和优越的生物物理特性使其在催化、能源和医学领域具有重要价值。作为一种主要成分为碳酸钙的天然材料，蛋壳中富含的Mg、P、Si、Sr、Na等微量元素也具有促进血管生成和成骨的重要作用，但其在骨再生领域的应用研究却很少开展。基于此，樊先群教授领导的眼眶骨修复研究团队和杨大鹏教授领导的生物纳米材料研发团队提出，可以将蛋壳颗粒作为一种生物填料，经过改性后加入羧甲基壳聚糖，制备仿生骨修复材料。
在充分考虑了Mg在成骨中的重要作用及其应用弊端后，他们决定选择MgO纳米材料作为突破口，对这种复合材料进行改进。通过简单的浸渍和煅烧合成了MgO纳米粒子修饰的蛋壳微晶，CaCO？将/MgO和BMP2复合到CMC基体中制备仿生支架。然后测定复合支架的生物相容性和矿化能力，从分子水平、细胞水平和动物水平系统评价复合支架的骨诱导性并分析其机制。结果表明，新型复合CaCO？/MgO/CMC/BMP2支架的弹性模量和抗压强度高于CMC支架。细胞实验表明该支架具有显著的矿化能力和骨分化诱导作用。在此基础上，对大鼠颅骨骨缺损的修复实验表明，新型复合支架具有良好的骨缺损修复效果。该材料促进骨分化的机理分析表明，复合支架释放的Mg2+和BMP2可以激活ERK1/2和Akt通路的磷酸化，从而实现多通路协同促进成骨。本研究旨在开发一种具有生物活性的仿生支架，为骨缺损的修复和治疗提供一种新的思路。
我国是禽蛋生产和消费大国，仅蛋壳产量就可达300多万吨。这些鸡蛋壳长期被当作垃圾使用，污染环境，浪费资源。蛋壳的主要成分是碳酸钙，是一种重要的工业原料。如果这些废弃的生物资源能够得到转化和开发，那将是一笔巨大的财富。
杨大鹏教授团队长期致力于生物质资源高效转化利用、农林水产品加工转化的研究工作。近年来，针对沿海地区食品工业产生的大量牡蛎壳和废弃蛋壳造成的资源浪费和环境污染问题，利用纳米技术对其进行表面改性，使材料具有抗菌、催化、吸附、促进骨骼生长等功能，从而实现这些低值材料在环境、医学、传感和工业等领域的高值化利用。
杨大鹏教授团队发表蛋壳相关高水平论文10余篇，申请多项发明专利并授权，与泉州旭丰粉体原料公司合作建立中试基地，年产高性能粉体1万余吨，为企业带来了明显的经济效益和社会效益。
