骨植入材料用新型聚芳醚砜酮表面改性及其生物相容性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51503025
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    柳承德
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Poly(aryl ether) as bone implant material attracts more and more interest due to the bone-like mechanical property and radiolucency. However, the biocompatibility and histocompatibility of poly(aryl ether) are not ideal as bone implant material. In the project, modification methods of three dimentional surface and spontaneous formation of apatite coating are combined to modify poly(aryl ether sulfone ketone) containing phthalazinone moiety (PPBESK). The biocompatibility of PPBESK is enhanced without loss of its mechanical property. PPBESK is treated by concentrated sulfuric acid to prepare three dimensional surface and coated by a phosphorylated polydopamine layer. The bone-like apatite layer is formed spontaneously on the modified surface of PPBESK. The influence of three dimentional surface and apatite layer on PPBESK biocompatibility is studied. The objective of the project is to obtain the combined modification method of sulfuric acid treatment and spontaneous formation of apatite layer on PPBESK and enhance its biocompatibility.
聚芳醚因与骨的力学性能相匹配和射线可透性等优点越来越多地被用作骨植入材料，但传统聚芳醚的生物惰性及移植物与人体组织结合性欠佳使其应用受限。本项目拟结合三维表面构筑化学改性方法和类骨磷灰石仿生矿化物理改性方法，对一种新型的聚芳醚含二氮杂萘酮联苯结构聚芳醚砜酮（PPBESK）进行表面改性，既不影响其原有的力学性能等方面的优点，又提高其生物相容性。用浓硫酸处理构筑PPBESK三维表面结构，在三维表面涂覆磷酸化的聚多巴胺层作为聚合物和类骨磷灰石之间的粘接层，通过仿生矿化法在聚多巴胺表面沉积类骨磷灰石涂层，研究三维表面结构及类骨磷灰石涂层对PPBESK生物相容性的影响，掌握构筑PPBESK三维表面及在三维表面沉积类骨磷灰石涂层的改性方法，为制备生物相容性优异的具有三维表面结构的PPBESK新型骨植入材料提供理论基础和实验依据。

结项摘要

聚芳醚因与骨的力学性能匹配和射线可透性等优点越来越多地被用作骨植入材料，但聚芳醚材料无生物活性，其移植物的骨结合性欠佳。本项目设计结构全新杂萘联苯聚芳醚砜酮（PPBESK）,获得了力学性能和生物学性能满足聚芳醚骨植入材料要求的PPBESK。采用磷酸基团改性的聚多巴胺层在PPBESK表面诱导类骨磷灰石形成，磷酸基团化学键接的聚多巴胺层加快类骨磷灰石的形成并改善了其结晶程度，类骨磷灰石层有效改善了材料的细胞相容性，并赋予其诱导成骨能力。采用浓硫酸处理方法在聚芳醚表面构筑三维结构，比较了三种杂萘联苯聚芳醚材料PPEK,PPENK,PPBESK的三维表面结构成型性能，PPENK表面的三维孔状均匀，结构规则。由于PPENK与PPBESK的结构相似，力学性能相近，测试结果表明PPENK具有良好的细胞相容性，因此将原定的PPBESK基体材料改为PPENK。采用聚多巴胺层在PPENK三维表面诱导类骨磷灰石形成，三维表面结构提高了类骨磷灰石层的力学稳定性,并改善了样品的生物相容性，赋予其成骨活性。采用三维表面改性和磷酸基团化学键接相结合的方法对PPENK进行表面改性，磷酸基团的引入加快了类骨磷灰石形成的速度，类骨磷灰石层改善样品的细胞相容性，并赋予聚芳醚材料成骨活性，动物体内实验测试结果表明该涂层能够有效促进骨与植入体间的结合。本项目的研究工作对于提高骨修复材料的功能，满足骨移植对于聚芳醚高分子材料的要求具有重要科学意义

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（6）
专利数量（3）
Apatite Formation on Poly(aryl ether sulfone ketone) Surfaces by Means of Polydopamine Layers Functionalized with Phosphonate Groups
借助磷酸酯基团功能化的聚多巴胺层在聚（芳基醚砜酮）表面上形成磷灰石
  • DOI：
    10.1002/admi.201800003
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Advanced Materials Interfaces
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Liu Chengde;Liu Cheng;Cheng Fang;Wang Jinyan;Jian Xigao;Liu Chengde;Liu Cheng;Gao Yu;Wang Jinyan;Jian Xigao;Liu Chengde;Liu Cheng;Wang Jinyan;Jian Xigao;Cheng Fang;Xiao Gary G.;Liu C;Jian XG;Liu C;Jian XG;Liu C;Jian XG
  • 通讯作者：
    Jian XG
Improving Hydrophilicity and Inducing Bone-Like Apatite Formation on PPBES by Polydopamine Coating for Biomedical Application
通过聚多巴胺涂层提高 PPBES 的亲水性并诱导骨样磷灰石形成用于生物医学应用
  • DOI：
    10.3390/molecules23071643
  • 发表时间：
    2018-07-05
  • 期刊：
    Molecules
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu C;Li Y;Wang J;Liu C;Liu W;Jian X
  • 通讯作者：
    Jian X

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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

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          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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