EM-PCLCol/ EM-PVA纳米纤维管强化磷酸钙治疗骨髓炎的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81472110
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    72.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0606.骨、关节、软组织感染
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Osteomyelitis still presents a challenge to clinicians. Systemic antibiotic therapy has the disadvantage of not being sufficiently effective due to impaired blood circulation and the need for a high concentration of antibiotics. In addition, long-term antibiotic therapies will bring all kinds of potential side effects and develop the antibiotic- resistant bacteria strains. We believe that a combination of surgical debridement + local antibiotics delivery devices + bone grafting is effective for the treatment of osteomyelitis. The objective of this proposal is to develop a bactericidal bone scaffold capable of controllable and sustained antibiotics delivery. Erythromycin (EM) is a broad spectrum antibiotic against most organisms encountered during osteomyelitis and has additional biological activities, including inhibition of inflammatory bone loss and augmentation of bone formation. We have reported that Coaxial PCL/PVA electrospun nanofibers can be used as osseointegration enhancer and controlled drug release device. We hypothesize that calcium phosphate cement (CPC) scaffold reinforced with a EM-PCLCol/ EM-PVA which produced by 3-D printing will eradicate osteomyelitis by providing a sustained and controllable release of EM encapsulated in the scaffold and enhance osseointegration. The key concepts are to determine the appropriate formulations of the CPC/EM/Coaxial PCL/PVA composites with desired physiochemical and biological properties and determine whether a desired controllable sustained EM release exceeding the minimal inhibitory concentration (MIC) for at least 4 weeks can be reached using our current approach.
骨髓炎治疗非常棘手,全身抗菌素应用常在局部达不到有效药物浓度,且长期大量抗菌素的应用也会带来各种潜在的副作用并导致耐药菌株的出现。局部病灶彻底清除+抗菌素局部缓慢释放+骨替代材料的联合治疗是治疗骨髓炎的有效手段。红霉素是一种广谱抗菌素对绝大多数骨髓炎感染菌种有效,并且其具有一些其他的生物学特性,如阻断炎性骨丢失和促骨形成。我们前期研究证实同轴PCL/PVA静电纺丝纳米管能促进骨整合和作为药物的可控释放载体。因此我们推测使用同轴PCL/PVA对EM载药并与磷酸钙进行三维打印形成的功能型骨支架可作为骨髓炎局部抗菌素治疗的最佳选择;通过体外的药物缓释研究、毒性实验、抗菌实验、成骨能力及骨髓炎治疗的体内多层面研究,对该系统的抗菌性能、机制和骨修复能力进行全面和深入的分析和探讨,从而为骨髓炎的治疗尤其是骨髓炎治疗提供一种新的手段。

结项摘要

课题组在前期对于纳米管混合磷酸钙(CPC)3D打印制备红霉素(EM)缓释支架的基础上,对CPC的结构和3D打印制备方法进行改进,构建了聚磷酸钙(CPP),同时采用医用型PMMA(Simplex P, SP)来加强其力学强度和缓释特性,得到了力学强度满意和具有双重缓释功能的新式骨支架SPC。在本研究中,课题组还通过深入的机制研究发现,局部的炎症微环境含有大量的炎症因子,能通过表观遗传的方式,抑制Wnt/β-catenin信号通路的激活,从而抑制间充质干细胞的成骨分化,损伤干细胞的成骨功能。最后,课题组通过SPC双重缓释这一特点,通过大量药物筛选,及采用大鼠的骨髓炎动物模型,分不同的时间点处死动物,对胫骨进行取材,并进行组织形态学、成软骨和成骨指标检测,发现了姜黄素和EM联用能有效抑制骨髓炎,并且恢复骨髓炎的骨质状态。项目结果显示该骨支架有利于骨髓炎及骨缺损的修复,并揭示了炎症微环境对骨组织工程修复的重要意义。本项目的研究成果为感染性骨复合移植物治疗骨髓炎提供了科学依据。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Combination of Erythromycin and Curcumin Alleviates Staphylococcus aureus Induced Osteomyelitis in Rats.
红霉素和姜黄素联用可减轻金黄色葡萄球菌引起的大鼠骨髓炎
  • DOI:
    10.3389/fcimb.2017.00379
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in cellular and infection microbiology
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Zhou Z;Pan C;Lu Y;Gao Y;Liu W;Yin P;Yu X
  • 通讯作者:
    Yu X
Release of vancomycin and tobramycin from polymethylmethacrylate cements impregnated with calcium polyphosphate hydrogel.
从用聚磷酸钙水凝胶浸渍的聚甲基丙烯酸甲酯水泥中释放万古霉素和妥布霉素。
  • DOI:
    10.1002/jbm.b.34063
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou Zubin;Seta Joe;Markel David C;Song Wei;Yurgelevic Sally M;Yu Xiao Wei;Ren Weiping
  • 通讯作者:
    Ren Weiping
高糖对骨代谢信号通路的影响研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华骨科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    单浩杰;于晓巍
  • 通讯作者:
    于晓巍
抗癫痫药物在妊娠期癫痫患者中的应用分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国医刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    单浩杰;郑东琳;杨帆;周祖彬;苗志娟;宋庆如;李彭举;郑研艳
  • 通讯作者:
    郑研艳
Acellular Endocardium as a Novel Biomaterial for the Intima of Tissue-Engineered Small-Caliber Vascular Grafts
无细胞心内膜作为组织工程小口径血管移植物内膜的新型生物材料
  • DOI:
    10.1111/aor.12814
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ARTIFICIAL ORGANS
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Wang Feng;Guan Xin;Wu TianYi;Qiao JianOu;Han ZhaoQing;Wu JinLong;Yu XiaoWei;You QingJun
  • 通讯作者:
    You QingJun

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其他文献

丁酸钠对RAW264.7细胞活性及破骨细胞分化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华创伤骨科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    费嘉;潘晨皓;单浩杰;林亦炜;夏文阳;周祖彬;于晓巍
  • 通讯作者:
    于晓巍

其他文献

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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

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          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]
      
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