面向肠道多模态运动与形貌分化、功能形成及菌落共存的腔体肠器官芯片研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901239
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Human intestinal organ-model is a hot research area in the field of Micro-nano sensors. 95% of the drugs, which were screened from animal models, are not suitable for human beings. As a result, drug screening costs sharply rise. The unsuitability is related to the specific intestinal digestion, absorptivity, and drug permeability in different species. Existing two-dimensional intestine-on-chips lack inherent multi-modal motions (e.g. segmental radial contraction, peristalsis), the values of indicators (e.g. specific surface area, trans-membrane resistance) are different from those of the living intestinal villi. To this end, we propose a tubular intestine-on-a-chip integrated with mechanical parameters for exploring the relationships among the chip with cellular metabolism, absorption, and permeability. Under the real condition, we will reveal the mechanisms between intestinal morphology differentiation and colony coexisting that are induced by multimodal motions. This study is the beneficial exploration in constructing human small intestinal environment by using micro-electro-mechanical system (MEMS). The obtained conclusion will provide a platform for bionic research and drug development, and also provide important data and theoretical support.
基于人类肠器官模型的研究是当前微纳传感领域的热点之一。依赖动物模型筛选的药物对人类的不适性高达95%,这种不适与不同物种间肠道及内部菌落对药物代谢、吸收、渗透的差异性有关。现有的人类肠器官芯片模型,缺乏对肠道固有多模态运动(分节径向收缩、蠕动波等)的有效模拟;在形貌与功能的衡量指标(比表面积、渗透率等)与活体肠器官相比存在较大差异。为此,申请者将基于一种腔体肠器官芯片集成多机械控制参数,探索其与肠器官代谢能力、吸收效率、以及跨膜渗透率的关系;揭示真实条件下,多模态运动与肠器官形貌分化、功能形成及菌落共存的内在机制。本课题是微机电系统(MEMS)在构造人体微肠道环境的有益探索,所获结论将为平台性的肠道生理研究和药物开发,提供重要的理论依据及支持。

结项摘要

为了克服传统动物模型和体外肠道模型的局限性。本课题研究了肠道多模态运动与肠形貌分化、功能形成及细菌共存之间的关系。通过MEMS技术制备一种集成多机械参数的三维腔体结构的肠器官芯片。在培养Caco-2 细胞的过程中,通过控制磁场力与微气泵使腔体结构发生多模态形变。模拟肠道纵行肌、环形肌引起的分节径向收缩、蠕动和群量收缩。利用培养液缓慢灌流模拟微流体在腔体内的环向与轴向剪应力。所设计的芯片与对照组(二维肠器官芯片、Transwell 模型)进行形成肠道微环境指标(小肠绒毛表面积、跨膜电阻、渗透率)的统计分析,确定多机械参数可促进肠道形貌与功能的分化。最后,通过引入菌落失衡,探究肠道炎症的相关指标变化,并探索药物(左氧氟沙星)对肠道功能的修复能力。本课题针对临床医学药物筛选过程中遇到实际问题,用微机电系统(MEMS)的方法研究模拟体外器官的功能实现及疾病模型构建,所获结论为高效提升口服类药物吸收/肠炎疾病药物筛选提供理论及实验依据。.在项目执行期间,发表了高水平学术论文11篇(SCI收录);申请国家发明/实用新型专利4项,已授权1项;获得其他奖项3项;培养了硕士研究生14名。所设计的器官芯片已在山大儿童医院,山东省立医院、齐鲁制药有限公司开展示范应用。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Numerical analysis and experimental study of an ocean wave tetrahedral triboelectric nanogenerator
海浪四面体摩擦纳米发电机的数值分析与实验研究
  • DOI:
    10.1016/j.apenergy.2021.118174
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Applied Energy
  • 影响因子:
    11.2
  • 作者:
    Wang Anqun;Chen Jun;Wang Li;Han Junlei;Su Weiguang;Li Anqing;Liu Pengbo;Duan Liya;Xu Chonghai;Zeng Zheng
  • 通讯作者:
    Zeng Zheng
A CNT-PDMS wearable device for simultaneous measurement of wrist pulse pressure and cardiac electrical activity
用于同时测量手腕脉压和心电活动的 CNT-PDMS 可穿戴设备。
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2020.111345
  • 发表时间:
    2020-12-01
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Wang, Li;Dou, Wenkun;Sun, Yu
  • 通讯作者:
    Sun, Yu
Fabrication of a Free‐Standing MWCNT Electrode by Electric Field Force for an Ultra‐Sensitive MicroRNA‐21 Nano‐Genosensor
通过电场力制造独立式 MWCNT 电极,用于超灵敏 MicroRNA —21 纳米基因传感器
  • DOI:
    10.1002/smll.202201791
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Small
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Li Wang;Huimin Li;Weiguang Su;Wenxian Zhang;Zhipeng Xu;Jinshen Wang;Jun Chen
  • 通讯作者:
    Jun Chen
Optimized CNT-PDMS Flexible Composite for Attachable Health-Care Device
用于可附着医疗保健设备的优化 CNT-PDMS 柔性复合材料
  • DOI:
    10.3390/s20164523
  • 发表时间:
    2020-08-01
  • 期刊:
    SENSORS
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Du, Jian;Wang, Li;Chen, Jun
  • 通讯作者:
    Chen, Jun
Crack Sensing of Cardiomyocyte Contractility with High Sensitivity and Stability
高灵敏度、高稳定性的心肌细胞收缩力裂纹传感
  • DOI:
    10.1021/acsnano.2c04260
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    ACS Nano
  • 影响因子:
    17.1
  • 作者:
    Li Wang;Xin Xu;Jun Chen;Weiguang Su;Feng Zhang;Anqing Li;Chao Li;Chonghai Xu;Yu Sun
  • 通讯作者:
    Yu Sun

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

髓源性生长因子通过促进GLP-1分泌改善2型糖尿病小鼠血糖水平
  • DOI:
    10.3760/cma.j.issn.1000-6699.2019.07.010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中华内分泌代谢杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王力;向光大;郭孛;张佳佳;向林;董靖;刘敏
  • 通讯作者:
    刘敏
处理含油污泥和钻屑的一种高效广谱除油剂
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1001-5620.2017.05.007
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    钻井液与完井液
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王力;宋吻吻;李志勇;韦火云;张丰琰;李岩
  • 通讯作者:
    李岩
矿区景观格局演变及生态系统服务价值响应
  • DOI:
    10.15985/j.cnki.1001-3865.2020.09.011
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    环境污染与防治
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷雅会;付梅臣;王力;黄妮;郭义强;罗明
  • 通讯作者:
    罗明
基于OLI影像的县域冬小麦种植面积提取
  • DOI:
    10.15933/j.cnki.1004-3268.2015.06.034
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    河南农业科学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田海峰;王力;牛铮
  • 通讯作者:
    牛铮
全氟辛酸对大鼠肝细胞BRL-3A脂质蓄积的影响
  • DOI:
    10.19813/j.cnki.weishengyanjiu.2022.01.018
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    卫生研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙伟强;马新壮;周勇兵;王力;刘辉
  • 通讯作者:
    刘辉

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