自组装短肽-纳米羟基磷灰石复合生物活性材料的制备及骨修复机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81472057
  • 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:
    H0603.骨、关节、软组织医用材料
  • 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

Bone defects, especially weight-bearing bone defects and large bone defects, have become ubiquitous and are hard to treat in clinical application. Although there are many material scaffolds that are being studied or applied in clinical treatment, it is difficult to coordinate their features of good bioactivity and mechanical stress for bone healing. Under certain conditions, self-assembly peptides can spontaneously assemble into three-dimensional scaffolds mimicing extracellular matrices, and many studies have revealed their promotion to cell function and tissue repair, especially when using functional motifs-modified peptides. It is believed that nano-hydroxyapatite can be combined with peptide-formed matrices to significantly increase the mechanical stress of hybrid composite. This project is intended to integrate the properties of functional motif, self-assembly peptide and nano-hydroxyapatite, which can provide some theoretical support for our hypothesis: hybrid composite consisting of self-assembly peptide and nano-hydroxyapatite can significantly induce bone repair. In order to identify it, we will fabricate this hybrid composite in the best ratio of two components through physical and chemical analysis, mechanics of materials, control release and degradation efficiency. Its impact on bone repair and bone healing can be explored by cell culture, neo-bone formation under the skin and within the muscle. The related mechanisms are possibly associated with ERK and MAPK-mediated regulation, and they are the most important and difficult parts of this project. This project has significant influence on the fabrication of material scaffolds for bone repair and the research of related mechanisms.
骨缺损,尤其是负重部位骨缺损和大段骨缺损临床常见且处理棘手。尽管临床或在研的骨修复材料众多,但其生物活性和力学性能很难兼顾。自组装短肽在适当的条件下可形成类细胞外基质的三维支架,实验证实其对细胞功能及组织修复有重要作用。且功能基序修饰后的短肽可提高支架的生物活性。肽支架引进纳米羟基磷灰石后可增强材料的力学性能。本研究旨在整合功能基序、短肽和纳米羟基磷灰石的生物活性和力学性能为一体。因此,我们提出"自组装短肽-纳米羟基磷灰石复合生物活性材料对骨修复具有良好的促进作用"的假说。为证实这一假说,课题组通过理化性质分析、材料力学、控制释放和降解效率来探索并研发出最佳材料组分配比的骨修复材料,并从细胞培养、皮下组织袋和肌袋内骨形成层面来探索该复合材料对骨形成与骨修复的作用,揭示其骨修复机制,ERK介导的信号通路和MAPK信号通路是我们研究的重点。本课题对骨修复材料的制备和骨修复机制的研究有重要影响。

结项摘要

随着建筑交通事故频发、老年化加剧,骨缺损患者数量巨大,尤其部分患者遭受骨延迟愈合、骨不连等。很多骨缺损患者都需要植骨,由于自体骨取骨量有限及相关并发症,研究兼有优良成骨能力和足够力学强度的复合材料迫在眉睫。本课题组采用多孔纳米羟基磷灰石/聚酰胺66复合自组装肽制备复合生物骨修复材料,生物环境下理化性质稳定,可作为生长因子缓释的满意载体;对细胞增殖和成骨分化有重要促进作用,且其成骨作用与P38 MAPK信号通路有关;进一步通过动物骨缺损模型证实复合材料对骨修复的显著应用价值。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
FUNCTIONALIZED SELF-ASSEMBLING PEPTIDE NANOFIBER SCAFFOLDS FOR CULTURING MC3T3-E1 CELLS. DIGEST JOURNAL OF NANOMATERIALS AND BIOSTRUCTURES
用于培养 MC3T3-E1 细胞的功能化自组装肽纳米纤维支架。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    DIGEST JOURNAL OF NANOMATERIALS AND BIOSTRUCTURES
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Chen Xiaojun;Zhou Ao;Zhao Weikang;Chen Shuo;He Bin;Dianming Jiang
  • 通讯作者:
    Dianming Jiang
Designer D-form self-assembling peptide scaffolds promote the proliferation and migration of rat bone marrow-derived mesenchymal stem cells
设计的D型自组装肽支架促进大鼠骨髓间充质干细胞的增殖和迁移
  • DOI:
    10.3892/ijmm.2017.3056
  • 发表时间:
    2017-09-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR MEDICINE
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Chen, Shuo;Zhou, Ao;Jiang, Dianming
  • 通讯作者:
    Jiang, Dianming
Functionalized d-form self-assembling peptide hydrogels for bone regeneration.
用于骨再生的功能化 D 型自组装肽水凝胶
  • DOI:
    10.2147/dddt.s97530
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Drug design, development and therapy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    He B;Ou Y;Zhou A;Chen S;Zhao W;Zhao J;Li H;Zhu Y;Zhao Z;Jiang D
  • 通讯作者:
    Jiang D
Biofunctionalized peptide nanofiber-based composite scaffolds for bone regeneration
用于骨再生的生物功能化肽纳米纤维复合支架
  • DOI:
    10.1016/j.msec.2018.04.063
  • 发表时间:
    2018-09-01
  • 期刊:
    MATERIALS SCIENCE & ENGINEERING C-MATERIALS FOR BIOLOGICAL APPLICATIONS
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    He, Bin;Zhao, Jinqiu;Jiang, Dianming
  • 通讯作者:
    Jiang, Dianming
Controlled release of TGF-beta 1 from RADA self-assembling peptide hydrogel scaffolds.
RADA 自组装肽水凝胶支架中受控释放 TGF-β1
  • DOI:
    10.2147/dddt.s109545
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Drug design, development and therapy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhou A;Chen S;He B;Zhao W;Chen X;Jiang D
  • 通讯作者:
    Jiang D

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  • 通讯作者:
    罗小辑

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新型载抗痨药类骨磷灰石/聚氨基酸缓释载体的制备与基础研究
  • 批准号:
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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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