新型骨诱导型降解涂层的研制及生物活性调控的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31570971
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Biomedical titanium and titanium alloys hold great potentials for orthopedic/dental implants because of the excellent biocompatibility and strong mechanical properties. However, the initial instability after implantation and low bioactivity leading to the slow healing and poor osseointegration are current major issues for medical applications. Typically, micro-/nano-structured surfaces and immobilization of bioactive molecules have great effects on the bioactivity improvement of the metal surfaces. Therefore, the electrospraying technique in this study is used to construct biodegradable coatings loaded with bone morphogenetic proteins (rhBMP-2) on the hydrophilic SLA-treated implants with micro-/nano-pores. The major coating materials include biodegradable chitosan and hyaluronic acid. The mechanical and bioactive properties of the degradable coating are controlled via tuning the material components, the coating structure and the rhBMP-2 loading efficiency. By using protein analysis techniques and biological evaluation, a systematical research is done to study the effects of immobilization process and coating materials/structure on the BMP release, the 2D/3D micro-structure, and the biological activity. Moreover, in vivo studies are conducted to uncover the basic principles of the influences of rhBMP-2 bioactivities, surface characteristics, and coating properties on the osteogenetic process. On the basis of above research, Materials Studio is used to develop a theoretical model to investigate the interactions between the degradable coating and the metal surface, optimize the coating design, and predict the related characteristics. The integrated influences of rhBMP-2 bioactivity, coating properties, and micro-/nano-meter topography on bone-formation and osseointegration will make the guidance for designing the metal implant surface with high bioactivities experimentally and theoretically. The key technologies developed in this project will improve the osseointegration performance of dental implants and undoubtedly benefit the health care and implantodontics in China.
钛及钛合金种植体初期稳定性不佳、生物活性低是其在临床应用中的主要问题。微纳表面的构建和活性因子的负载对促进金属材料的生物活性有着显著影响。为此,本项目以具典型诱骨功能的重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)为模型,采用静电喷涂法,在微纳亲水结构的种植体表面构建骨诱导型降解涂层。结合蛋白分析和生物学评价,系统地研究固载工艺、涂层材料/结构对rhBMP-2释放行为、微观结构、以及生物活性的影响规律。通过细胞和动物模型的成骨性能评价,揭示钛植入体表面的rhBMP-2、涂层材料、与微纳亲水结构的协同作用对成骨过程影响的基本规律。基于以上研究,应用Materials Studio软件,构建种植体表面与降解涂层相互作用的理论模型,优化并预测涂层设计及相关特性,为金属植入材料的高活性表面构建提供理论和技术支持。通过本项目的实施,将突破种植体表面活性修饰的技术关键,促进我国种植医学的发展。

结项摘要

针对种植体的生物活性不足、初期稳定性不佳的问题,基于涂层特性及微/纳结构和生长因子协同促进骨性整合的策略,采用静电喷涂技术和生物锚定技术,在植入材料表面构建骨诱导型降解涂层。系统地研究固载工艺、涂层材料/结构对rhBMP-2释放行为、微观结构以及生物活性的影响规律,揭示钛植入体表面的rhBMP-2、涂层材料、与微纳亲水结构的协同作用对成骨过程影响的基本规律。围绕上述研究内容取得了以下创新研究结果:.1.静电喷涂工艺构建的壳聚糖CHi涂层和透明质酸HA涂层明显减缓了蛋白因子的释放速率;相比较厚的Chi涂层,HA涂层较薄(~500 nm)、更加均匀,亲水特性适中。硫酸软骨素CS生物锚定涂层亲水、可控(<100 nm),具有缓释rhBMP-2的能力。.2. 静电喷涂工艺瞬时反应,其对rhBMP-2的微观结构略有影响。而Chi和HA均与rhBMP-2之间无化学键作用。因此,工艺过程和材料对蛋白的结构和成骨活性的影响可忽略。CS与rhBMP-2存在较强的静电作用,蛋白因子与基底之间通过长直链型分子连接,该结构近似模拟了细胞外基质作用,很好地维持了rhBMP-2的分子结构的生物活性。.3.相比酸碱喷少处理的SLA表面,几类涂层均表现出促进细胞的粘附、增殖和成骨分化的特性,尤其是生物锚定rhBMP-2的移植物在体内可诱导产生更多致密的新骨,呈现出良好的成骨性能,实现了移植物-宿主骨的骨性整合。而分子模拟的结果发现表面粗糙度大(RMS~20nm)的涂层有利于rhBMP-2的吸附,并维持了其较好的活性构象;沟脊比为1:1的纳米图案化拓扑结构最适合rhBMP-2的固载和活性维持。. 基于以上成果发现,生物锚定技术较静电喷涂工艺略难,但实现了移植物-宿主骨的良好骨性整合,更适于工程制备和实际应用,为设计构建新型活性植入材料及临床植入医学的发展提供了技术支持和指导。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
钛金属表面骨诱导型可降解壳聚糖涂层的构建及生物活性调控
  • DOI:
    10.14133/j.cnki.1008-9357.20181219001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Gongneng Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李海霞;何宏燕;董秀琳;常铃雪;刘昌胜
  • 通讯作者:
    刘昌胜
Chondroitin sulfate-polydopamine modified polyethylene terephthalate with extracellular matrix-mimetic immunoregulatory functions for osseointegration
硫酸软骨素-聚多巴胺修饰的聚对苯二甲酸乙二醇酯具有细胞外基质模拟免疫调节功能,用于骨整合。
  • DOI:
    10.1039/c9tb01984g
  • 发表时间:
    2019-12-28
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Li, Ya-Min;Wu, Jing-Yao;Zhao, Jin-Zhong
  • 通讯作者:
    Zhao, Jin-Zhong

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

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 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.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

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

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

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

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

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

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

碳纳米纤维纸-玻纤/环氧复合材料对风力发电叶片的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    复合材料学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龙春光;何宏燕;刘春太;申长雨
  • 通讯作者:
    申长雨

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码