基于热诱导相分离技术一体化构建组织工程带瓣血管的实验研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81873923
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    58.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2810.组织器官再生机制与调控
  • 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

Artificial valved conduits are the guarantee of successful operation in children with severe congenital heart disease with pulmonary atresia / absence. However, its application is limited due to poor mechanics, valve calcification and complicated preparation techniques. We verified the feasibility and superiority of integrated construction of valved conduits by thermally induced phase separation (TIPS) previously. This project intends to improve the 3D mold design to achieve integrated construction of valved conduits with different mechanical requirements (PU valve, PLLA / PLCL wall) based on the digital hemodynamics. Explore the relationship between the ratio of PLLA to PLCL and the pore size of composite materials. SI-ATRP method for PEGMA modification to improve the hydrophilicity of PU to increase cell adhesion. Use PEG hydrogel to construct a three-dimensional cell culture network and perform dynamic cell culture by loading FGF-2, stiffening under the best elastic modulus and simulating physiological condition to accelerate the proliferation of valve interstitial cells (VICs), maintain the resting phenotype and guide the extracellular matrix remodeling, try to solve the valve calcification caused by the activation of VICs. Finally perform the orthotopic transplantation in large animals. The implementation of this project is expected to strongly promote the transformation of tissue-engineered valved conduits and save a large number of children with severe congenital heart disease.
人工带瓣血管是罹患肺动脉瓣闭锁/缺如等严重先心病患儿手术成功的保障,但其应用有限,归因于力学性能不佳、瓣膜钙化失功以及制备工艺繁琐。我们先期验证了基于热诱导相分离技术一体化构建人工带瓣血管的可行性和优越性。本项目拟依据数字化血流动力学,优化3D模具结构,一体化构建满足不同力学需求的仿生带瓣血管(PU瓣膜、PLLA/PLCL管壁);研究PLLA与PLCL的配比与复合材料孔径的关系,采用SI-ATRP方法对PU材料进行PEGMA修饰提高亲水性增加细胞粘附;利用PEG水凝胶构建细胞培养三维网络,通过搭载FGF-2因子、最佳弹性模量下成胶、模拟生理条件进行细胞动态培养,促进瓣膜间质细胞(VICs)增殖、维持VICs表型、引导细胞外基质重塑,试图解决因VICs活化导致的瓣膜钙化等问题;最后行大动物体内原位移植。本项目实施预期将有力地推动组织工程带瓣血管向临床转化,拯救大量罹患严重先心病患儿的生命。

结项摘要

人工带瓣血管是罹患肺动脉瓣闭锁/缺如等严重先心病患儿手术成功的保障,但其应用有限,归因于力学性能不佳、瓣膜钙化失功以及制备工艺繁琐。我们先期验证了基于热诱导相分离技术一体化构建人工带瓣血管的可行性和优越性。我们通过CAD软件设计出改进后的金属模具三维实体模型图,并在探索水凝胶材料制备带瓣血管的过程中,采用两步法制备了多酚增韧PEG-蛋白基水凝胶。通过材料筛选,我们以聚L-丙交酯-已内酯(PLCL)和丝素蛋白(SF)为材料来源,并参考目前商用的IMPRA®人工血管结构(由膨体聚四氟乙烯制备而成),通过采取共轭静电纺丝方法,最终制备出一种力学性能良好、生物相容性优异,能初步满足动脉系统应用的载肝素(Hep)的生物可降解单层人工血管。在此基础上,我们进一步对带瓣血管的瓣膜部分进行了探索,我们独辟蹊径,运用相应的技术手段,以聚乙烯醇(PVA)气凝胶、聚(L-丙交酯-共-己内酯)(PLCL)纳米纤维和褪黑激素开发了一种兼具外科缝合性和抗纤维化抗炎症的生物补片,具备进一步加工成瓣膜材料并实际应用的潜力,以期为后续的瓣膜制备成型提供参考。下一步我们会进一步将前期制备的生物可降解单层人工血管与生物补片相结合,最终制备出理想的组织工程带瓣血管。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nitrate-functionalized patch confers cardioprotection and improves heart repair after myocardial infarction via local nitric oxide delivery.
硝酸盐功能化贴片通过局部一氧化氮输送提供心脏保护并改善心肌梗塞后的心脏修复
  • DOI:
    10.1038/s41467-021-24804-3
  • 发表时间:
    2021-07-23
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Zhu D;Hou J;Qian M;Jin D;Hao T;Pan Y;Wang H;Wu S;Liu S;Wang F;Wu L;Zhong Y;Yang Z;Che Y;Shen J;Kong D;Yin M;Zhao Q
  • 通讯作者:
    Zhao Q
Nitric oxide-releasing poly(ε-caprolactone)/S-nitrosylated keratin biocomposite scaffolds for potential small-diameter vascular grafts
释放一氧化氮的聚(ε-己内酯)/S-亚硝基化角蛋白生物复合支架,用于潜在的小直径血管移植物
  • DOI:
    10.1016/j.ijbiomac.2021.08.147
  • 发表时间:
    2021-08-26
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    Li, Pengfei;Jin, Dawei;Yin, Meng
  • 通讯作者:
    Yin, Meng
Preliminary application of a cell-free mono-layered vascular scaffold in a rabbit model
无细胞单层血管支架在兔模型中的初步应用
  • DOI:
    10.1016/j.matdes.2020.109301
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Materials & Design
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Dawei Jin;Shuting Wu;Haizhu Kuang;Peng Zhang;Meng Yin
  • 通讯作者:
    Meng Yin
A functional PVA aerogel-based membrane obtaining sutureability through modified electrospinning technology and achieving promising anti-adhesion effect after cardiac surgery.
功能性 PVA 气凝胶膜通过改进的静电纺丝技术获得可缝合性,并在心脏手术后实现良好的防粘连效果
  • DOI:
    10.1016/j.bioactmat.2021.08.013
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
    Bioactive materials
  • 影响因子:
    18.9
  • 作者:
    Jin D;Yang S;Wu S;Yin M;Kuang H
  • 通讯作者:
    Kuang H
Evaluation of a simple off-the-shelf bi-layered vascular scaffold based on poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)/silk fibroin in vitro and in vivo
基于聚(L-丙交酯-共-ε-己内酯)/丝素蛋白的简单现成双层血管支架的体外和体内评估
  • DOI:
    10.2147/ijn.s205569
  • 发表时间:
    2019-01-01
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF NANOMEDICINE
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Jin, Dawei;Hu, Junfeng;Yin, Meng
  • 通讯作者:
    Yin, Meng

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其他文献

利用Collagen/PLCL复合纳米纤维电纺膜构建组织工程化气管补片的初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中华临床医师杂志(电子版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷猛;王伟;徐志伟;郑景浩
  • 通讯作者:
    郑景浩
应用血管脱细胞基质膜片构建组织工程血管的初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    中华临床医师杂志(电子版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    殷猛;郑景浩;王伟;徐志伟
  • 通讯作者:
    徐志伟
软骨细胞膜片复合3D打印内支撑构建管状软骨的初步研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    组织工程与重建外科
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    葛阳;韩露;冯蓓;白洁;何晓敏;殷猛;王伟;徐志伟;付炜;鲁亚南
  • 通讯作者:
    鲁亚南

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殷猛的其他基金

基于Bach1调控血管新生分子机制的梗死心肌组织血管化治疗与实验研究
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    81671833
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
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    面上项目
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    面上项目

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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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