细菌纤维素基多层复合功能敷料的设计、可控制备及性能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31760265
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    37.0万
  • 负责人：
    敖海勇
  • 依托单位：
    华东交通大学
  • 学科分类：
    C1002.生物材料与生物效应
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Currently, serious skin damage caused by burn wounds, scald wounds and chronic wounds with several complications such as infection represents a major and persistent burden in orthopedics and dermatology. One of the effective strategies is developing novel dressings with many functions such as anti-infection and promoting healing. Based on the latest concepts of designing functional dressings with multilayer structure and our previous research work, a novel bacterial cellulose (BC) based multilayer composite functional dressing will be fabricated by in situ membrane-liquid interface synthesis method with hydroxypropytrimethyl ammonium chloride chitosan (HACC) and type I collagen (COLI) introduced into the fibril network structure of BC successively. The physical and chemical performance of dressing will be investigated. Properties of dressing such as hemostatic, remove toxins, prevent adhesion performance, anti-infection and promoting healing will be evaluated by in vitro biological experiments and full skin damage infection model of rats. Furthermore, the effect of introduction of HACC and COLI to structure and biological properties of BC will be studied, the synergistic effects of HACC and COLI will be analyzed, and the interdependent relationship between the multilayer structure, HACC and COLI content and the biological performance of dressing will also be revealed. The findings of this study will be used to explore a new design principle of functional dressing and application of BC based functional material for tissue engineering and regenerative medicine.
烧伤、烫伤及慢性创伤造成的皮肤严重受损难以修复，并易引起感染等并发症，是当前矫形外科和皮肤科难以治愈的疾患之一。开发具有抗感染、促愈合等多种功能的新型敷料是解决这一临床问题的有效途径。基于功能敷料多层结构设计的最新理念和本研究团队的前期研究工作基础，本项目拟采用原位膜液界面复合法，将壳聚糖季铵盐(HACC)和I型胶原(COLI)引入到细菌纤维素(BC)网络结构中，以获得HACC/COLI/BC多层复合功能敷料。考察敷料的理化性能，通过体外生物学实验及大鼠全皮损伤感染模型评价其止血、清除毒素、防粘连性能、抗感染性能和促愈合能力。在此基础上，研究HACC和COLI的引入对BC三维网络结构、生物学性能的调控规律及协同作用机理，揭示多层结构、HACC及COLI含量与敷料的生物学性能之间的依存关系。本项目研究结果将为新型功能敷料的设计和BC基功能材料在组织工程和再生医学领域的应用提供新的思路。

结项摘要

烧伤、烫伤及慢性创伤造成的皮肤严重受损难以修复，并易引起感染等并发症，是当前矫形外科和皮肤科难以治愈的疾患之一。开发具有抗感染、促愈合等多种功能的新型敷料是解决这一临床问题的有效途径。基于细菌纤维素(BC)良好的敷料特性，本项目采用原位膜液界面培养法、浸泡法、共沉积法等方法制备了壳聚糖季铵盐/BC （HBC）、壳聚糖季铵盐/I型胶原/BC（CHBC）、负载杆菌肽的I型胶原/BC（BA@CBC）和载铜聚多巴胺/BC（Cu2+@PDA/BC）四种功能敷料。研究了各组分对敷料理化性能的影响，探讨了生物活性物质I型胶原与抗菌剂壳聚糖季铵盐、杆菌肽的协同作用，考察了所得功能敷料处理感染创面的能力。.本项目的主要结论如下：.1. 采用原位复合法制备了HBC抗菌敷料，抗菌剂HACC对BC的生物合成有一定的影响。当用量为3 mg/mL时（HBC-2组），HBC-2敷料维持BC典型的纳米孔径结构，具有良好的热稳定性、高吸水率和优异的抗菌性能，并无细胞毒性。.2. 采用原位膜液界面培养法制备了CHBC功能敷料。该敷料具有良好的热稳定性、吸水性、保水性和透湿性。HACC赋予功能敷料良好的抗菌性能；Col-I提高了功能敷料的细胞相容性。能够在抑制感染的同时，能够促进表皮组织和毛囊生成、 I型胶原沉积以及创面快速愈合。.3. 采用原位膜液界面复合法和浸泡法制备了BA@CBC功能敷料。Col-I的引入能够减缓BA的释放，避免突释。该功能敷料能够消除感染、减轻炎症反应并促进创面快速愈合。.4. 采用共沉积法制备了Cu2+@PDA/BC抗菌敷料。铜离子用量为10 mM时，Cu2+@PDA/BC-2能够消除感染和炎症，促进I型胶原沉积、毛囊和血管生成以及创面愈合。

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（2）
Engineering quaternized chitosan in the 3D bacterial cellulose structure for antibacterial wound dressings
在 3D 细菌纤维素结构中设计季铵化壳聚糖，用于抗菌伤口敷料
  • DOI：
    10.1016/j.polymertesting.2020.106490
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Polymer Testing
  • 影响因子：
    5.1
  • 作者：
    Haiyong Ao;Wenwen Jiang;Yanjiao Nie;Chen Zhou;Jiajia Zong;Mingzhuo Liu;Xuqiang Liu;Yizao Wan
  • 通讯作者：
    Yizao Wan
Improved antibacterial properties of collagen I/hyaluronic acid/quaternized chitosan multilayer modified titanium coatings with both contact-killing and release-killing functions
兼具接触杀灭和释放杀灭功能的I型胶原/透明质酸/季铵化壳聚糖多层改性钛涂层抗菌性能的提高
  • DOI：
    10.1039/c8tb02425a
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Journal of Materials Chemistry B
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Haiyong Ao;Shengbing Yang;Bin'en Nie;Qiming Fan;Quanchao Zhang;Jiajia Zong;Shengrong Guo;Xuebin Zheng;Tingting Tang
  • 通讯作者：
    Tingting Tang
De novo strategy with engineering a multifunctional bacterial cellulose-based dressing for rapid healing of infected wounds
从头策略设计多功能细菌纤维素敷料，用于快速愈合感染伤口
  • DOI：
    10.1016/j.bioactmat.2021.10.043
  • 发表时间：
    2022
  • 期刊：
    Bioactive Materials
  • 影响因子：
    18.9
  • 作者：
    Chen Zhou;Zhifei Yang;Xiaowei Xun;Le Ma;Zejing Chen;Xiaoming Hu;Xidong Wu;Yizao Wan;Haiyong Ao
  • 通讯作者：
    Haiyong Ao
Designment of polydopamine/bacterial cellulose incorporating copper (II) sulfate as an antibacterial wound dressing
掺有硫酸铜 (II) 的聚多巴胺/细菌纤维素作为抗菌伤口敷料的设计
  • DOI：
    10.1016/j.msec.2021.112591
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    Materials Science & Engineering C
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Zhifei Yang;Fangfang Feng;Wenwen Jiang;Le Ma;Mingzhuo Liu;Kai Li;Yizao Wan;Haiyong Ao
  • 通讯作者：
    Haiyong Ao
Engineering a novel antibacterial agent with multifunction: Protocatechuic acid-grafted-quaternized chitosan
设计一种新型多功能抗菌剂：原儿茶酸接枝季铵化壳聚糖
  • DOI：
    10.1016/j.carbpol.2021.117683
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Carbohydrate Polymers
  • 影响因子：
    11.2
  • 作者：
    Chen Zhou;Haiyong Ao;Xiao Han;Wenwen Jiang;Zhifei Yang;Le Ma;Xiaoyan Deng;Yizao Wan
  • 通讯作者：
    Yizao Wan

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比格犬颈前路涂层螺钉的生物力学稳定性研究
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    2015
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    --
  • 作者：
    吴晓东;敖海勇;郑学斌;王聪
  • 通讯作者：
    王聪
Immobilization of hyaluronic acid on plasma-sprayed porous titanium coatings for improving biological properties
等离子喷涂多孔钛涂层上固定透明质酸以改善生物性能
  • DOI：
    10.1063/1.4902010
  • 发表时间：
    2024-09-13
  • 期刊：
    ArXiv
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    敖海勇;谢有桃;季珩;黄利平;郑学斌
  • 通讯作者：
    郑学斌

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敖海勇的其他基金

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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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