Dental Nanocomposite Materials Using Functional Polymer and HAP Nanocrystals

使用功能聚合物和 HAP 纳米晶体的牙科纳米复合材料

基本信息

  • 批准号:
    7932602
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2007
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2007-07-01 至 2010-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The primary goal of this proposal is to develop novel dental nanocomposite materials using hydroxyapatite nanocrystals and biopolymers containing two motifs identified by natural and artificial evolution processes. Elastin polymers conjugated with hydroxyapatite (HAP) specific peptides will be synthesized using bacterial biosynthetic methods. Elastin is a biopolymer that is native to the extra cellular matrix of connective tissues, and is known to possess both strength and elasticity. Hydroxyapatite specific peptide (HSP) motif has been previously identified by us through a directed evolution process (combinatorial phage display). HSP has been shown to bind to HAP surface, and to nucleate the HAP crystals through a biomineralization process. Bacterial biosynthetic methods will be used to synthesize hydroxyapatite specific peptide conjugated with elastin biopolymer. This biopolymer will have a precisely controlled and defined chemical composition. Physical properties and functions can be encoded in the amino acid sequences of the biopolymers. Dental composite materials will be developed through a biomineralization process on the proposed biopolymers or through the blending of the proposed biopolymers with monodisperse HAP nanocrystals which will be synthesized separately. The resulting composite structures will have a low viscosity and will be able to form and retain a desired shape at room temperature. Through additional chemical modification of the biopolymer using methacrylate anhydride, the polymer will have the ability to cross-link through light exposure or chemical treatment and to form solid composite resins. The proposed dental nanocomposite materials with HSP motifs will improve adhesive bonding to dentin and enamel surfaces, durability, toughness, biocompatibility, and aesthetic appearance. There are many advantages of the proposed dental composite materials: Controlled biosynthesis allows the tuning of both the physical and biological properties of biopolymers by changing their chemical composition or molecular weight. HSP motif conjugated with target biopolymer can control the nucleation process of the hydroxyapatite crystals. Elastic properties of the elastin polymer can be controlled by small modification of the repeating units, pH, ionic strength, and cross-linkages. The proposed biopolymer can be programmed to transform from the highly soluble homogeneous solution state at room temperature (25¿C) into ordered nanocomposite materials at physiological temperature (38 ¿C). Successful completion of the proposed research will provide novel dental composite materials with desired physical and biological properties. The resulting dental composite materials can be applied to dental practice without modification of the current instrumentation. The resulting nanocomposite materials will possess improved adhesive bonding to dentin and enamel surfaces, durability, toughness, biocompatibility, and aesthetic appearance. To our knowledge, the proposed research is a novel approach to the design of functional materials through the conjugation of natural and directed evolution products.
描述(由适用提供):该提案的主要目标是使用羟基磷灰石纳米晶体和包含两个通过自然和人工进化过程鉴定的基序的生物聚合物开发新型的牙科纳米复合材料。将使用细菌生物合成方法合成羟基磷灰石(HAP)特定辣椒的弹性蛋白聚合物。弹性蛋白是一种生物聚合物,是结缔组织的额外细胞基质的原生,并且既具有强度和弹性。羟基磷灰石特异性肽(HSP)基序先前已通过定向的进化过程(组合噬菌体显示)已经鉴定出来。 HSP已被证明与HAP表面结合,并通过生物矿化过程核能HAP晶体。细菌生物合成方法将用于合成与弹性蛋白生物聚合物结合的羟基磷灰石特异性肽。该生物聚合物将具有精确控制和定义的化学成分。物理特性和功能可以在生物聚合物的氨基酸序列中编码。牙科复合材料将通过对拟议的生物聚合物的生物矿化过程或将拟议的生物聚合物与单分散性HAP纳米晶体的混合进行开发,这些生物聚合物将分别合成。所得的复合结构将具有低粘度,并且能够在室温下形成并保留所需的形状。通过使用甲基丙烯酸甲酯酸酐对生物聚合物进行其他化学修饰,聚合物将具有通过光暴露或化学处理并形成固体复合抗性的能力。提出的具有HSP基序的牙科纳米复合材料将改善与牙本质和搪瓷表面,耐用性,韧性,生物相容性和美学外观的粘合键合。 所提出的牙科复合材料有许多优点:受控的生物合成允许通过更改生物聚合物的化学成分或分子量来调整生物聚合物的物理和生物学特性。与目标生物聚合物结合的HSP基序可以控制羟基磷灰石晶体的成核过程。弹性蛋白聚合物的弹性性能可以通过对重复单元,pH,离子强度和交叉链接的少量修饰来控制。可以对所提出的生物聚合物进行编程,以从室温(25¿C)在物理温度(38¿C)下从高度实心均匀的溶液状态转换为有序的纳米复合材料。 拟议研究的成功完成将提供具有所需物理和生物学特性的新型牙科复合材料。所得的牙科复合材料可以应用于牙科实践,而无需修改当前仪器。所得的纳米复合材料将具有改善与牙本质和牙釉质表面的粘合键合,耐用性,韧性,生物相容性和美学外观。据我们所知,拟议的研究是通过构建自然和定向进化产品来设计功能材料的一种新型方法。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Light-controlled graphene-elastin composite hydrogel actuators.
  • DOI:
    10.1021/nl401088b
  • 发表时间:
    2013-06-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    10.8
  • 作者:
    Wang E;Desai MS;Lee SW
  • 通讯作者:
    Lee SW
Elastin-like polypeptide based hydroxyapatite bionanocomposites.
  • DOI:
    10.1021/bm101322m
  • 发表时间:
    2011-03-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Wang, Eddie;Lee, Sang-Hyuk;Lee, Seung-Wuk
  • 通讯作者:
    Lee, Seung-Wuk
Graphene-based materials functionalized with elastin-like polypeptides.
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Seung-Wuk Lee其他文献

Seung-Wuk Lee的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Seung-Wuk Lee', 18)}}的其他基金

Dental Nanocomposite Materials Using Functional Polymer and HAP Nanocrystals
使用功能聚合物和 HAP 纳米晶体的牙科纳米复合材料
  • 批准号:
    7278087
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
Dental Nanocomposite Materials Using Functional Polymer and HAP Nanocrystals
使用功能聚合物和 HAP 纳米晶体的牙科纳米复合材料
  • 批准号:
    7442210
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:

相似国自然基金

基于祖先序列重构的D-氨基酸解氨酶的新酶设计及分子进化
  • 批准号:
    32271536
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
模板化共晶聚合合成高分子量序列聚氨基酸
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
模板化共晶聚合合成高分子量序列聚氨基酸
  • 批准号:
    22201105
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于祖先序列重构的D-氨基酸解氨酶的新酶设计及分子进化
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
C-末端40个氨基酸插入序列促进细菌脂肪酸代谢调控因子FadR转录效率的机制研究
  • 批准号:
    82003257
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Dental Nanocomposite Materials Using Functional Polymer and HAP Nanocrystals
使用功能聚合物和 HAP 纳米晶体的牙科纳米复合材料
  • 批准号:
    7278087
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
Dental Nanocomposite Materials Using Functional Polymer and HAP Nanocrystals
使用功能聚合物和 HAP 纳米晶体的牙科纳米复合材料
  • 批准号:
    7442210
  • 财政年份:
    2007
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
Novel YcbQ Pili of Enterohemorrhagic E. coli O157:H7
肠出血性大肠杆菌O157:H7的新型YcbQ菌毛
  • 批准号:
    7201648
  • 财政年份:
    2004
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
THE MOLECULAR GENETIC PATHOLOGY OF TYPE 1 VWD
1 型 VWD 的分子遗传病理学
  • 批准号:
    7885356
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
Membrane Remodeling in Viral Infection and Viral Assembly
病毒感染和病毒组装中的膜重塑
  • 批准号:
    10700691
  • 财政年份:
  • 资助金额:
    $ 10万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了