固定化神经酰胺-薄膜凝胶协同抗污的广谱性与耐久性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41506091
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0602.海洋化学
  • 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

Universality and sustainability are two main challenges in marine antifouling coatings due to the complexity of the marine environment and the diversity of the fouling organisms. Focuses are on the development of both physical antifouling coatings and green antifouling agents. In this research, ceramides, which act as a second messenger in cell apoptosis, will be immobilized to hydration multilayer films mediated by nanodiamonds, and construct multilayer films for resisting the attachment of marine fouling organisms. The synergistic effects of ceramide induced apoptosis and adhesion impedance from hydration films are anticipated. The project will fully explore the antifouling mechanism of ceramide against series fouling organisms, with the help of tracing ability of nanodiamond particles. The antifouling activity and universality of immobilized ceramide will be validated. The influence of assembly conditions, loading and distribution of the nanodiamond particles on modulus and stability of the multilayer films will be studied, and hydrated films with both fouling organism resistance and high stability will be constructed. The contribution of film self-repair ability to its sustainability against marine fouling will be explored, and the possible application of ceramide-hyration multilayer synergy film in marine antifouling industry will be foreseen. The corporation of multiple effects is designed to improve the economy and effectiveness of marine antifouling coatings. The results gained from this original work will provide a new insight into appropriate usage of expensive, scarce sourced bioactive molecules in marine antifouling fields and facilitate the design and construction of environment-friendly marine antifouling coatings with long-term versatile performances.
海洋环境的复杂性和污损生物的多样性给抗污涂层的广谱性和耐久性带来极大挑战,物理抗污涂层的设计和绿色抗污剂的开发是两大研究热点。本项目将在细胞凋亡中充当第二信使的神经酰胺经纳米金刚石介导固定到薄膜凝胶中,构建阻抗海洋污损生物附着的多层膜,预期实现神经酰胺诱导调亡和薄膜凝胶阻抗粘附的协同作用。本项目借助纳米金刚石示踪作用充分探究神经酰胺对不同污损生物的抗污机制,验证固定化神经酰胺的抗污活性和普适性;研究组装条件和纳米金刚石的装载量及分布对多层膜模量和环境稳定性的影响规律,获得阻抗污损生物附着的高稳定性薄膜凝胶;考察多层膜自修复能力对其抗污持久性的贡献,探究神经酰胺-薄膜凝胶协同作用多层膜作为海洋抗污涂层的应用潜力。本项目通过多途径协同作用提高海洋抗污涂层的经济性和有效性,为价格昂贵、来源稀少的生物活性分子用于海洋抗污的经济化使用设计提供新思路,并为广谱、持久、绿色海洋抗污涂层的构建提供新方法。

结项摘要

因项目负责人单位调动,研究方向从原先的海洋新材料转变为骨组织生物材料,本项目继续沿用原定的以多糖为组装体的层层组装技术来固定小分子药物这一思路,研究骨化三醇原位缓释体系对骨质疏松症患者骨再生的促进作用。骨质疏松症是一种系统性骨骼疾病,它对骨髓间充质干细胞(BMSCs)的生存能力产生了负面影响,延缓了骨愈合过程。然而,骨质疏松症导致的成骨减少的某些机制尚不明确,骨质疏松症患者的骨再生尚无针对性治疗。在本研究中,我们首先研究了骨质疏松症相关骨生成缺陷的潜在机制,发现双侧卵巢切除大鼠骨髓间充质干细胞(OVX-rBMSCs)通过抑制钙敏感受体(CaSR)而抑制其细胞活性和干细胞功能。同时,我们证实了骨质疏松常用药骨化三醇(Calcitriol)能够逆转OVX导致的对CaSR的抑制作用,并上调OVX-rBMSCs的成骨分化活性。据此,我们设计了不同的Calcitriol-Ca2+体系用以促进骨质疏松伴随的骨缺损修复。我们将透明质酸(HA)和壳聚糖(CHI)多层膜覆盖多孔双相陶瓷磷酸钙(BCP),然后将骨化三醇加入到BCP支架中,构建了复合支架。我们构建了具有微孔结构的HA/CHI多层膜,大大增强了支架上OVX-RBMSCs的细胞粘附和增殖,同时Calcitriol持续激活CaSR,从而提高了OVX-RBMSCs的成骨分化能力。体外和在体实验均表明,多层包膜结合骨化三醇可显著促进骨质疏松性骨髓间充质干细胞的粘附、增殖和成骨分化,从而增加去卵巢大鼠骨缺损模型中骨组织的长入和矿化。进一步我们还设计了装载Calcitriol-Ca2+的可注射水凝胶体系,在骨质疏松大鼠股骨髁缺损模型中促进了骨缺损的修复。综上所述,这种Calcitriol-Ca2+复合体系有望用在临床上,作为针对骨质疏松症患者骨再生的安全可靠、经济有效的新方法。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(5)
Construction of robust superhydrophobic film combing povidone iodine for high efficient self-cleaning and durable bactericidal properties
结合聚维酮碘构建坚固的超疏水薄膜,具有高效的自清洁和持久的杀菌性能
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2018.08.067
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Applied Surface Science
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Chen Hao;Jin Yingying;Lei Lei;Ding Xiaoxu;Li Xi;Wang Yuqing;Sun Lin;Shen Liyan;Yang Mei;Wang Bailiang
  • 通讯作者:
    Wang Bailiang
Construction of nanomaterials with targeting phototherapy properties to inhibit resistant bacteria and biofilm infections
构建具有靶向光疗特性的纳米材料以抑制耐药细菌和生物膜感染
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2018.10.002
  • 发表时间:
    2019-02
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Yuqin Wang;Yingying Jin;Wei Chen;Jingjie Wang;Hao Chen;Lin Sun;Xi Li;Jian Ji;Qian Yu;Liyan Shen;Bailiang Wang
  • 通讯作者:
    Bailiang Wang
Microporous polysaccharide multilayer coated BCP composite scaffolds with immobilized calcitriol promote osteoporotic bone regeneration both in vitro and in vivo
固定化骨化三醇的微孔多糖多层涂层BCP复合支架在体外和体内促进骨质疏松骨再生
  • DOI:
    10.7150/thno.29566
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Theranostics
  • 影响因子:
    12.4
  • 作者:
    Tang Qian;Hu Zhichao;Jin Haiming;Zheng Gang;Yu Xingfang;Wu Gang;Liu Haixiao;Zhu Zhenhong;Xu huazi;Zhang Changqing;Shen Liyan
  • 通讯作者:
    Shen Liyan
Silver Nanoparticles Reinforced (Poly-(l-lysine)/Hyaluronic Acid) Free-Standing Films: The Mechanical Strength and Antibacterial Activity
银纳米颗粒增强(聚(L-赖氨酸)/透明质酸)自支撑膜:机械强度和抗菌活性
  • DOI:
    10.1166/jbn.2017.2431
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Biomedical Nanotechnology
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Shen Liyan;Jiang Yingying;Tang Qian;Ji Jian;Wang Bailiang;Huang Yixing;Qian Zhiyong
  • 通讯作者:
    Qian Zhiyong
Inhibition of Dll4/Notch1 pathway promotes angiogenesis of Masquelet's induced membrane in rats.
抑制Dll4/Notch1通路促进大鼠Masquelet诱导膜血管生成
  • DOI:
    10.1038/s12276-018-0062-9
  • 发表时间:
    2018-04-20
  • 期刊:
    Experimental & molecular medicine
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Tang Q;Jin H;Tong M;Zheng G;Xie Z;Tang S;Jin J;Shang P;Xu H;Shen L;Zhang Y;Liu H
  • 通讯作者:
    Liu H

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其他文献

基于粒子辅助水滴模板法制备仿生复眼结构的研究
  • DOI:
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  • 期刊:
    Gaofenzi Xuebao
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙巍;沈利燕;王家鸣;计剑
  • 通讯作者:
    计剑

其他文献

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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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