基于三维打印技术的体内生物反应器仿生构建组织工程骨

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81571944
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H1707.创伤/烧伤/整形研究新技术与新方法
  • 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

The repair of orbital bone defects caused by trauma, tumor or congenital anomaly, remains an immense challenge in reconstructive surgery. There are several types of artificial materials that are frequently used clinically for the orbital defect reconstruction. However, these materials are usually nondegradable or hard to be degraded, so they may cause rejection, infection, cyst formation, or implant metastasis. The clinical goal is to reconstruct custom-made three-dimensional bony tissue with blood vessel net in an anatomically functional morphology, which is an ideal approach for the treatment of orbital bone defects. Based on computer-aided design/computer-aided manufacturing (CAD/CAM), 3D printed technology and tissue engineer technology, the osteoinductive potential of the periosteum are stimulated using a type of biodegradable customized biomimetic scaffold and cells in vivo bioreactor. The osteoinductive potential of biomimetic scaffold and bone formation is evaluated. After the prefabrication of the custom-made bone grafts, the grafts are transplanted into defects of the orbital bone, performing a microsurgical anastomosis and using miniplates for fixation. The reconstructive orbital bones are evaluated regarding visual functional and esthetic outcome. This research work will develop a new protocol for bone prefabrication and the orbital defect reconstruction based on 3D printed technology, which has the potential to become an alternative for natural autogenous vascularized bone grafts and microsurgical transplantation for the orbital defect reconstruction in the clinic.
对外伤、肿瘤和先天异常等所导致的眼眶缺损进行修复重建是整形外科和眼科工作的难点。目前临床常用的眼眶修复材料存在排异反应、易感染和植入物移位等诸多问题。利用含有血管网络的定制型骨组织,解剖修复自体眶骨缺损是一种理想的解决方法。本研究将在前期工作的基础上,把三维打印技术和组织工程技术有机结合起来,三维打印定制型仿生可降解支架,在体内生物反应器预构含有血管网络的组织工程眶骨,修复兔自体眶骨缺损模型。检测体内生物反应器中,三维仿生支架的成骨潜能、优越性和机制,定制构建血管化骨组织的可行性和效果。应用定制的血管化骨组织修复自体眶骨缺损,从视功能和形态学角度对修复效果进行评估。阐明应用三维可降解仿生支架在体构建骨组织,并用来修复眶骨缺损的可行性及优越性。本研究为利用三维打印技术和生物体自身潜能构建骨组织,修复眶骨缺损提供了新思路,为进一步临床应用提供了理论依据。

结项摘要

对于复杂形状的大骨缺损的修复仍然是一个重要的临床挑战。本项目探讨了聚乳酸-羟基磷灰石(PLA-HA)复合支架的可行性。利用体内生物反应器(IVB)技术和三维打印技术构建血管化组织工程骨支架。我们建立了两组兔血管化组织工程骨模型。实验组(EG)采用三维打印(3DP)PLA-HA支架复合植入骨髓基质细胞(BMSCs)并用胫骨骨膜包裹。将3DP PLA/HA支架与自体骨髓间充质干细胞联合移植但无血管胫骨骨膜包裹作为对照组。4周和8周后,通过研究相关基因、显微CT(micro-CT)和组织学检查,分析新生血管和骨组织形成。结果表明,我们的方法能够在体内生成血管化组织工程骨。此外,我们观察到两组新生血管和新活骨形成的显著差异。在本研究中,我们证明了3DP PLA/HA复合支架在体内产生大血管化骨组织的可行性。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
3D打印β-TCP多孔复合支架的力学和生物学特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杜朝;姜浩;曹怡;杜子婧;赵丹阳;于贞成;张素珊;韩冬
  • 通讯作者:
    韩冬
Periosteal Distraction Osteogenesis: An Effective Method for Bone Regeneration.
骨膜牵张成骨:骨再生的有效方法
  • DOI:
    10.1155/2016/2075317
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    BioMed research international
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhao D;Wang Y;Han D
  • 通讯作者:
    Han D
Three dimensional printed polylactic acid-hydroxyapatite composite scaffolds for prefabricating vascularized tissue engineered bone: An in vivo bioreactor model.
用于预制血管化组织工程骨的三维打印聚乳酸-羟基磷灰石复合支架:体内生物反应器模型
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-14923-7
  • 发表时间:
    2017-11-10
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhang H;Mao X;Zhao D;Jiang W;Du Z;Li Q;Jiang C;Han D
  • 通讯作者:
    Han D
Honokiol Alleviates Hypertrophic Scar by Targeting Transforming Growth Factor-b/Smad2/3 Signaling Pathway
和厚朴酚通过靶向转化生长因子-b/Smad2/3 信号通路减轻增生性疤痕
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Frontiers in Pharmacology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Danyang Zhao;Yu Wang;Chao Du;Shengzhou Shan;Yifan Zhang;Zijing Du;Dong Han
  • 通讯作者:
    Dong Han
BMSCs联合3D打印PLLA支架促进兔颅骨PDO的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    组织工程与重建外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵丹阳;姜闻博;张海峰;杜朝;杜子婧;韩冬
  • 通讯作者:
    韩冬

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其他文献

重中之“重”——具身视角下重的体验与表征
  • DOI:
    10.3724/sp.j.1042.2014.00918
  • 发表时间:
    2014-06
  • 期刊:
    心理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩冬;叶浩生
  • 通讯作者:
    叶浩生
插铣过程中稳定域研究现状
  • DOI:
    10.16567/j.cnki.1000-7008.2016.09.001
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    工具技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王宇;高海宁;翟元盛;郑登辉;韩冬
  • 通讯作者:
    韩冬
基于空间界面视角的新时期乡村性空间分异机理——以河南省巩义市为例
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    地理科学进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩冬;乔家君;马玉玲
  • 通讯作者:
    马玉玲
空气电晕放电发展过程的特征发射光谱分析与放电识别
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张国强
基于区块链技术的智能配售电交易平台架构设计
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩冬;张程正浩;孙伟卿;张巍;杨文威;肖敏
  • 通讯作者:
    肖敏

其他文献

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韩冬的其他基金

体内生物反应器构建定制型血管化骨组织及修复猴眼眶缺损
  • 批准号:
    81272132
  • 批准年份:
    2012
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定制型全功能组织工程下颌支的在体构建及缺损修复的实验研究
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  • 项目类别:
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相似国自然基金

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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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