仿细胞外层膜立体结构涂层构建及性能优化研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21374087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0506.智能与仿生材料化学
  • 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

Thrombsis,inflammation and other immuno-negative responses induced by nonspecific protein adsorption on biomaterials have restricted the development of biomaterials and its applications. Although protein adsorption can be reduced obviously by cell outer membrane phosphorylcholine (PC) coating, the adsorption amount is still too high to reach the requirement for ultralow biofouling. Inspired by the stereostructure of the cell outer membrane composed of low density carbohydrate chains and PC hydrophilic surface, this project studies the fabrication of cell outer membrane stereostructure mimetic coating with PEG chains and PC groups. The PEG, PC, dopamine and folic acid are integrated into the side chains of polymethacrylate via copolymerization and functionalization. A series of the multifunctional polymers are synthesised by changing the polymer unit composition. The polymers can be adhered onto gold surface by the catechols of the dopamine groups. The coating formation and protein adsorption amount on the coated and uncoated gold surfaces are measured by surface plasma resonance (SPR) spectrum. A simple surface modification method by flowing the multifunctional polymer solution on the surface will be developed and the technical parameters will be optimized. Surface specific interaction can also be integrated into the cell outer membrane stereostructure mimetic coating. This research will provide new materials, new ideas and novel strategy for both extanding the bionic theory of biomaterial modification and resolving biofouling problem in the research and applications.
材料表面非选择性蛋白质吸附诱发凝血、炎症等免疫负反应已经成为制约生物材料及其产业发展的核心问题。目前用仿细胞外层膜磷酰胆碱(PC)亲水涂层方法虽然可以明显降低材料表面的蛋白质吸附量,但很难达到超低污染的要求。受细胞外层膜表面具有空间分布的低密度亲水柔性糖链与PC基团亲水面构成的立体结构的启发,本项目探索用亲水PEG链与PC基团组合构建仿细胞外层膜立体结构涂层。通过共聚及功能化修饰,将PEG、贻贝粘附蛋白主要成分多巴胺、细胞膜PC基团及癌细胞靶向叶酸基团集成在聚甲基丙烯酸酯的不同侧链上、得到组分含量明确的一系列多功能仿生聚合物。利用多巴胺邻苯二酚基团的粘附作用将多功能聚合物粘附在金表面,用SPR光谱研究该聚合物水溶液浸涂处理获得涂层结合牢固、表面抗污及选择性作用可组合及优化的改性新方法。该研究为拓展生物材料仿生改性理论、解决生物材料研究及应用中关键的抗生物污染问题提供新材料、新思路及新方法。

结项摘要

材料表面非选择性蛋白质吸附诱发凝血、炎症等免疫负反应已经成为制约生物材料及其产业发展的核心问题。目前用仿细胞外层膜磷酰胆碱(PC)亲水涂层方法虽然可以明显降低材料表面的蛋白质吸附量,但很难达到超低污染的要求。受细胞外层膜表面具有空间分布的低密度亲水柔性糖链与PC基团亲水面构成的立体结构的启发,本项目探索了用亲水PEG链与PC基团组合构建仿细胞外层膜立体结构涂层方法及条件工艺。通过共聚及功能化修饰,将PEG、贻贝粘附蛋白主要成分多巴胺、细胞膜PC基团及癌细胞靶向基团叶酸集成在聚甲基丙烯酸酯的不同侧链上、得到组分含量明确的一系列多功能仿生聚合物。利用多巴胺邻苯二酚基团的粘附作用将多功能聚合物粘附在金表面,用表面等离子体共振(SPR)光谱研究该聚合物水溶液浸涂处理获得涂层结合牢固、表面抗污及选择性作用可组合及优化的改性新策略。实现了在水溶液中、温和条件下对不同类型材料、不同大小形状器件表面构建超低污染纳米涂层的工艺过程。该研究为拓展生物材料仿生改性理论、解决生物材料研究及应用中关键的抗生物污染问题提供新材料、新思路及新方法。

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(13)
专利数量(9)
Significantly reduced adsorption and activation of blood components in a membrane oxygenator system coated with crosslinkable zwitterionic copolymer
涂有可交联两性离子共聚物的膜氧合器系统中血液成分的吸附和活化显着减少
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2016.02.036
  • 发表时间:
    2016-08-01
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Wang, Yan-Bing;Shi, Ke-Hui;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Hemocompatibility and film stability improvement of crosslinkable MPC copolymer coated polypropylene hollow fiber membrane
可交联MPC共聚物涂覆聚丙烯中空纤维膜的血液相容性和膜稳定性的改善
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2013.10.032
  • 发表时间:
    2014-02-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wang, Yan-Bing;Gong, Ming;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Cell membrane mimetic coating immobilized by mussel-inspired adhesion on commercial ultrafiltration membrane to enhance antifouling performance
通过仿贻贝的粘附将细胞膜模拟涂层固定在商用超滤膜上,以增强防污性能
  • DOI:
    10.1016/j.memsci.2017.01.009
  • 发表时间:
    2017-04-15
  • 期刊:
    JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Xue, Qi;Cao, Hao;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Quantitative fabrication, performance optimization and comparison of PEG and zwitterionic polymer antifouling coatings
PEG和两性离子聚合物防污涂层的定量制备、性能优化和比较。
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2017.06.034
  • 发表时间:
    2017-09-01
  • 期刊:
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Xing, Cheng-Mei;Meng, Fan-Ning;Gong, Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong, Yong-Kuan
Long circulating micelles of an amphiphilic random copolymer bearing cell outer membrane phosphorylcholine zwitterions
带有细胞外膜磷酸胆碱两性离子的两亲性无规共聚物的长循环胶束
  • DOI:
    10.1016/j.actbio.2015.01.019
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Acta Biomaterialia
  • 影响因子:
    9.7
  • 作者:
    Zhao Jing;Chai Yu-Dong;Zhang Jing;Huang Peng-Fei;Nakashima Kenichi;Gong Yong-Kuan
  • 通讯作者:
    Gong Yong-Kuan

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  • 作者:
    史珂慧;王彦兵;刘雯雁;张欢;高菊林;宫永宽;蒋红利
  • 通讯作者:
    蒋红利

其他文献

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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]
      
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