微图案化硬组织修复材料的制备、表征及其生物学效应

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基本信息

  • 批准号：
    51373056
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    董华
  • 依托单位：
    华南理工大学
  • 学科分类：
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Characteristics of hard-tissue repairing materials such as microtopological structures (including surface roughness, size and distribution of surface bulges and grooves, etc),surface properties (hydrophobicity, surface charge and energy etc) and spatial structures (for example,size, oriention and interconnectivity of microholes) are of significant importance for material repairing performance.This project is planned to (a) use advanced Bio-MEMS technology to design and control precisely the topological and spatial strucures/ propetries of some typical hard-tissue repairing materials in micro-/nano- scales; (b) fabricate a series of repairing materials with given micro-/nano- structures and properties; (c) investigate their cell biological effects, i.e., evaluate their influences to cell (stem cell, osteoblast, chondrocytes) adsorption, spreading, migration, growth, proliferation and differentiation. Several repairing materials with specific structures and properties can be preliminarily screened out via comprehensive evaluation of biological effects, biomineralization and mechanical performance. In the future work, these screened materials will be used for in vivo animal experiment and even clinical medicine with the purpose of finding out the optimal spatial and topological structures/properties of hard-tissue repairing materials
硬组织修复材料的微观表面拓扑结构（如表面粗糙度、表面突起和表面沟槽的尺寸和分布等）、表面性质(如亲疏水性,表面电荷和表面能等)和空间结构(孔洞的大小、取向以及相互间的连通方式等)对材料的修复性能有着至关重要的影响。本项目拟采用先进生物材料微加工方法（Bio-MEMS）对几种典型的硬组织修复材料（包括金属材料和聚合物材料）的空间和表面拓扑结构及表面性质进行微纳米尺度的精确设计和加工,制备一系列具有特定微纳米结构和性质的修复材料(即材料的图案化)，研究这些图案化修复材料的细胞生物学效应，评价其对干细胞诱导分化的分子机制,以及对骨细胞/软骨细胞吸附、铺展、迁移、生长和增殖的影响作用。通过对其体外生物学效应、力学参数、矿化性能的综合评估，初步筛选出一批具有特定结构和性质的修复材料，为下一步开展动物体内和临床医学评价从而明确硬组织修复材料应具备的最佳结构和性质打下坚实基础。

结项摘要

硬组织修复材料的微观表面拓扑结构（如表面粗糙度、表面突起和表面沟槽的尺寸和分布等）、表面性质(如亲疏水性,表面电荷和表面能等)和空间结构(孔洞的大小、取向以及相互间的连通方式等)对材料的修复性能有着至关重要的影响。本项目采用先进生物材料微加工方法（Bio-MEMS）结合静电纺丝、电化学氧化等手段，对4类典型的硬组织修复材料（PLLA, PCL,Ti，PLGA）的空间和表面拓扑结构及表面性质进行微纳米尺度的精确设计和加工,制备出了一系列具有特定微纳米结构和性质的修复材料(即材料的图案化)，研究了这些图案化修复材料的细胞生物学效应，包括对细胞吸附、铺展、迁移、生长和增殖的影响作用。初步筛选出了一批具有特定结构和性质的修复材料，为下一步开展动物体内和临床医学评价从而明确硬组织修复材料应具备的最佳结构和性质打下坚实的基础。在项目执行期间，共发表SCI文章24篇，申请发明专利7项，培养博士硕士研究生9人。

项目成果

期刊论文数量（20）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
Effective cell/particle sorting and separation in screen-printed continuous flow microfluidic devices with 3D sidewall electrodes
具有 3D 侧壁电极的丝网印刷连续流动微流体装置中的有效细胞/颗粒分选和分离
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Industrial & Engineering Chemistry Research
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Xiaoguang Lin;Jie Yao;Hua Dong;Xiaodong Cao
  • 通讯作者：
    Xiaodong Cao
A Novel Electrochemical Immunosensor Incorporating a Pyrrole/4-(3-Pyrrolyl) Butyric Acid Conducting Polymer
一种结合吡咯/4-(3-吡咯基)丁酸导电聚合物的新型电化学免疫传感器
  • DOI：
    10.1080/00032719.2014.946042
  • 发表时间：
    2015-02
  • 期刊：
    Analytical Letters
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Yong Su;Hongwu Zhu;Hua Dong
  • 通讯作者：
    Hua Dong
Controllable microfluidicfabrication of Janus and microcapsule particles for drug delivery application
用于药物输送应用的 Janus 和微胶囊颗粒的可控微流体制造
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Hua Dong
  • 通讯作者：
    Hua Dong
One-step fabrication of polymeric hybrid particleswith core-shell, patchy, patchy Janus and Janus architectures via microfluidic-assistedphase separation process
通过微流控相分离过程一步制备具有核壳、片状、片状Janus和Janus结构的聚合物杂化粒子
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    RSC Advances
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Hua Dong
  • 通讯作者：
    Hua Dong
High-throughput generation of hyaluronic acid microgels via microfluidics-assisted enzymatic crosslinking and/or Diels-Alder click chemistry for cell encapsulation and delivery
通过微流体辅助酶交联和/或 Diels-Alder 点击化学高通量生成透明质酸微凝胶，用于细胞封装和递送
  • DOI：
    10.1016/j.apmt.2017.01.007
  • 发表时间：
    2017-12-01
  • 期刊：
    APPLIED MATERIALS TODAY
  • 影响因子：
    8.3
  • 作者：
    Ma, Ting;Gao, Xijie;Cao, Xiaodong
  • 通讯作者：
    Cao, Xiaodong

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其他文献

青少年生活方式与网络成瘾的相关研究
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    刘再明
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    --
  • 发表时间：
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  • 发表时间：
    --
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    --
  • 作者：
    董华;刘再明;赵翔华
  • 通讯作者：
    赵翔华

其他文献

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用于胰岛移植的类细胞外基质微凝胶及其治疗糖尿病的研究
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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

        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]
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