血管再生对于组织再生至关重要。根据组织工程原理利用生物材料和细胞进行组织修复时,需要新生丰富的血管网络给材料里的细胞提供充足的氧气和营养物质,让细胞生长、增殖从而促进组织再生。早期生物活性玻璃被证实有促进血管化的能力,最近我们发现硅酸钙(CaSiO3,CS)能促进人脐静脉内皮细胞(HUVEC)血管化,而且CS离子产物中的硅离子在一定浓度范围内对血管化起主导作用。此外,有文献报道,水溶性铜盐溶解释放的微量铜离子能诱导并稳定细胞的缺氧微环境,进而促进细胞分泌血管内皮生长因子(VEGF),并由此激活血管化信号通路,最终促进内皮细胞迁移和血管化。然而,水溶性铜盐中铜离子的释放难以控制,而高浓度的铜离子可能产生细胞毒性。鉴于铜离子和硅离子已有的促血管化效应,本研究提出利用铜离子和硅离子协同作用进一步促进血管化的科学假设。我们首先确定了无细胞毒性并且能促进HUVEC血管化的铜离子浓度范围。然后,根据最佳铜离子浓度设计并合成了掺铜硅酸钙生物陶瓷(Cu-CaSiO3,Cu-CS)。随后,研究发现Cu-CS生物陶瓷能够在CS和可溶性铜盐的基础上进一步促进HUVEC与人真皮成纤维细胞(HDF)共培养体系中HUVEC生成血管化网络状结构,证实了铜离子和硅离子在促进HUVEC血管化过程中具有协同效应。最后,本文提出了HUVEC和HDF共培养体系中铜离子和硅离子协同促进HUVEC血管化的生物学机理。