山东大学陈景帝教授团队在海洋贝壳资源高值化利用领域取得重要进展

新年伊始，山东大学陈景帝教授带领的海洋生物材料及生物资源高值化利用团队在海洋可再生贝壳资源高值化利用领域取得系列进展。

贝壳是由软体动物的特殊腺细胞分泌的，以保持其柔软的身体，感知磁场、重力或储存无机离子。贝壳的形成与人体骨的生物矿化过程十分相似，经过长期进化，贝壳有机地将韧性的生物活性有机质与脆性的无机矿物完美结合，实现了性能的优化。贝壳含约95%的碳酸钙（CaCO3）并经约5%的生物活性有机质诱导矿化结晶，组装成有序的有机-无机多级分层结构，这些都赋予了贝壳高硬度，强韧性，高生物活性等功能特性，并可预见其巨大的开发潜力。

图1鲍鱼壳及其有机基质的多级分层结构（A-C），三种主要贝类及其贝壳的微观结构（D-E）。

基于此，课题组采用 3D 打印技术，利用鲍鱼壳丰富的钙源和生物活性物质，成功 构建了生物增强的微纳杂化复合支架材料，全面增强了骨再生植入物中材料的骨诱导和再矿化性能。 3D 打印支架的植入为成骨细胞的附着和增殖提供了微环境，促进了成骨基因（如 BGLAP 、 COL1A1 等）的表达，有望作为高性能骨修复材料应用于骨缺损的修复再生。上述成果以《 Biologically enhanced 3D printed micro-nano hybrid scaffolds doped with abalone shell for bone regeneration 》为题发表于复合材料领域 TOP 期刊《 Advanced Composites and Hybrid Materials 》（ IF 11. 806/Q1 ）。山东大学潘盼盼助理研究员为第一作者，陈景帝教授为通讯作者。

图2 生物增强型鲍鱼壳掺杂的3D打印骨修复支架。

近期，课题组全面阐述了贝壳微观结构-功能-应用之间的构效关系，总结了贝壳资源在生物医药、吸附富集等诸多领域的综合应用，分析了贝壳资源高值化研究及产业化过程中面临的挑战和发展潜能，为贝壳资源挖掘提供了发展思路，明确了未来发展方向，有望推动相关研究领域和研发行业的进一步发展。该综述以《Overview of structure, function and integrated utilization of marine shell》为题发表在《Science of the Total Environment》（IF 10.754/Q1）上。山东大学本科生程美琪、刘曼为共同第一作者，陈景帝教授和潘盼盼助理研究员为通讯作者。

图3 海洋贝壳资源分类、特性及应用进展。

拾贝许成珠，蓬勃向海兴，向海而生，逐梦深蓝。山东大学陈景帝教授团队长期致力于海洋可再生贝壳资源的开发与高值化利用，深入探究海洋贝壳结构机制与功能特性，致力于拓宽贝壳资源利用领域，实现废弃资源高价值利用，实现环境效益和经济效益双赢局面。

论文链接：

1.https://link.springer.com/article/10.1007/s42114-022-00593-1

2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972300565X?via%3Dihub

• 信息来源：山东大学海洋生物材料及生物资源高值化利用团队。

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