多功能多尺度齿科修复用无机材料可控制备机制和应用基础研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21878015
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    65.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0814.产品工程与材料化工
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Caries is regarded by WTO as one of three non-infectious diseases in 21st centuries. High performance organic-inorganic dental resin composites are a key for treatment. The related key science problems are how to realize high filling and excellent dispersion of inorganic fillers in dental resin composites. Nanosization, monodisperse and multiscale could resolve these problems. This project aims at the structure and function demands of dental inorganic fillers. Based on the control principle of molecular reaction engineering and functionally guided active design of surface, a novel “high gravity plus” route was presented, in which highly concentrated and stable monodisperse nanoparticles for dental resin composites are prepared by high gravity reaction crystallization-extraction separation technology, followed by “polymerization” technology based on spray-drying method for the building of microstructured nanoclusters. These nanoparticles or/and nanoclusters will be well dispersed in dental polymer matrix by high efficient process, thereby realizing low-cost preparation of high-performance dental resin composites. This project mainly investigates the preparation mechanism of monodisperse nanoparticles for dental resin composites by intensifying molecular mixing and mass transfer in a rotating packed bed reactor; explores the rules of mixing, mass transfer, particle nucleation, growth and dispersion in the coupling process of reaction, crystallization and extraction seperation; studies the interaction mechanism of nanoparticles and “polymerization” controlling rule in the atomization process; builds the structure-function relationship of preparation process, shape and structure, and application property.
龋病被世卫组织列为21世纪需重点防治的三大非传染性疾病之一,高品质有机无机复合树脂修复材料是治疗关键,涉及的关键问题是如何实现无机填料在其中的高填充和高分散,纳米化、单分散和多尺度可解决此问题。本项目针对齿科修复用无机填料结构和功能要求,基于分子反应工程调控原理和满足生物医用的表面修饰技术,提出采用“超重力+”法即超重力反应结晶-改性萃取技术宏量制备高浓度、高稳定齿科修复用单分散纳米颗粒液相分散体,并结合雾化成型“聚合”技术高效构筑多功能微米尺度纳米团簇体;进一步将单分散纳米颗粒和/或纳米团簇体高效复合分散于口腔树脂中,实现高性能齿科修复复合树脂材料的创制。重点研究齿科修复用单分散纳米颗粒可控制备的理论机制,探寻超重力环境下反应结晶-萃取分离过程中分子混合、传质、颗粒成核、生长与分散规律,探究雾化成型过程中纳米颗粒间作用机制和“聚合”调控规律,构建制备工艺-形态结构-应用性能间的本构关系。

结项摘要

龋病被世卫组织列为21世纪需重点防治的三大非传染性疾病之一,高品质有机无机复合树脂修复材料是治疗关键,涉及的关键问题是如何实现无机填料在其中的高填充和高分散,纳米化、单分散和多尺度可解决此问题。.本项目针对齿科修复用无机填料结构和功能要求,基于分子反应工程调控原理和满足生物医用的表面修饰技术,提出采用“超重力+”法即超重力反应结晶-改性萃取技术宏量制备高浓度、高稳定齿科修复用单分散纳米颗粒液相分散体,并结合雾化成型“聚合”技术高效构筑多功能微米尺度纳米团簇体;进一步将单分散纳米颗粒和/或纳米团簇体高效复合分散于口腔树脂中,实现高性能齿科修复复合树脂材料的创制。.本项目的研究内容和任务按计划已全面完成。本项目采用“超重力+”法,实现了SiO2、HAp、ZnO、ZrO2等纳米颗粒分散体的可控制备,揭示了合成机理和相关调控机制;与传统釜式法相比,“超重力+”法制备纳米分散体的反应时间明显缩短,所得产品颗粒粒径更小且分布更窄,分散性更好,可分散在不同极性介质中,最长可稳定分散12个月以上,分散体最高固含量可达60%,仍为透明。基于喷雾干燥的雾化成型“聚合”技术具有简便高效,所得产品形貌规整、分散性好等优点,所得纳微结构团簇体的填充性能明显优于一次纳米颗粒和相似尺寸的微米颗粒。本项目的成果将为多功能、多尺度高性能口腔无机纳微材料的主动设计、可控制备和应用提供了理论基础和技术支撑。本项目已在Chem. Eng. J.、Engineering、Ind. Eng. Chem. Res.、Dent. Mater.等国外权威期刊上发表论文14篇,其中SCI论文13篇;申请相关中国发明专利4件(已授权2件);培养博士和硕士研究生7名。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
Computational and experimental study of dental resin composites with high filler content
高填料含量牙科树脂复合材料的计算与实验研究
  • DOI:
    10.1007/s10853-022-07035-9
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Journal of Materials Science
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Hao Niu;Dan-Lei Yang;Yuan Pu;Dan Wang;Jie-Xin Wang
  • 通讯作者:
    Jie-Xin Wang
Controllable synthesis of transparent dispersions of monodisperse anatase-TiO2 nanoparticles and nanorods
单分散锐钛矿型TiO2纳米粒子和纳米棒透明分散体的可控合成
  • DOI:
    10.1016/j.matchemphys.2018.12.012
  • 发表时间:
    2019-02-15
  • 期刊:
    MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Guang, Mei;Xia, Yi;Chen, Jian-Feng
  • 通讯作者:
    Chen, Jian-Feng
Design and efficient fabrication of micro-sized clusters of hydroxyapatite nanorods for dental resin composites
用于牙科树脂复合材料的微米级羟基磷灰石纳米棒簇的设计和高效制造
  • DOI:
    10.1007/s10853-018-3125-3
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Journal of Materials Science
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Shu-Ning Zhao;Dan-Lei Yang;Dan Wang;Yuan Pu;Yuan Le;Jie-Xin Wang;Jian-Feng Chen
  • 通讯作者:
    Jian-Feng Chen
The properties of dental resin composites reinforced with silica colloidal nanoparticle clusters: Effects of heat treatment and filler composition
二氧化硅胶体纳米颗粒簇增强牙科树脂复合材料的性能:热处理和填料组成的影响
  • DOI:
    10.1016/j.compositesb.2020.107791
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Composites Part B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dan-Lei Yang;Qian Sun;Hao Niu;Ruili Wang;Dan Wang;Jie-Xin Wang
  • 通讯作者:
    Jie-Xin Wang
CaF2/SiO2 core-shell nanoparticles as novel fillers with reinforced mechanical properties and sustained fluoride ion release for dental resin composites
CaF2/SiO2核壳纳米粒子作为新型填料,具有增强的机械性能和持续释放氟离子的牙科树脂复合材料
  • DOI:
    10.1007/s10853-021-06371-6
  • 发表时间:
    2021-07-28
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Cao, Jing;Yang, Dan-Lei;Wang, Jie-Xin
  • 通讯作者:
    Wang, Jie-Xin

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其他文献

反溶剂重结晶法制备青蒿素超细粉体
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    谢玉洁;乐园;王洁欣;赵宏;陈建峰
  • 通讯作者:
    陈建峰
Y型微通道内聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米分散体的制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    崔改静;周月;段永鸿;赵宏;王洁欣
  • 通讯作者:
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微通道反应器内纳米头孢呋辛酯制备工艺优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    北京化工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王洁欣;张乾霞;周月;娄金婷;段永鸿
  • 通讯作者:
    段永鸿
T型微通道内丙酸倍氯米松纳米颗粒的制备
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张乾霞;崔改静;娄金婷;周月;王洁欣
  • 通讯作者:
    王洁欣
超重力反应强化技术及工业应用
  • DOI:
    10.13543/j.bhxbzr.2018.05.004
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    北京化工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    初广文;邹海魁;曾晓飞;王洁欣;陈建峰
  • 通讯作者:
    陈建峰

其他文献

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王洁欣的其他基金

“超重力+”法可控制备纳米/多级孔MOFs的机制及应用基础
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“超重力+”法可控制备纳米/多级孔MOFs的机制及应用基础
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超重力反应结晶-萃取相转移法可控制备纳米金属氢氧化物透明分散体机制及应用基础
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相似国自然基金

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相似海外基金

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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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