利用光催化化学精细调控PDA酚-半醌-醌可逆转化模拟解析血管氧化应激环境中PDA涂层的响应行为和应对策略的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31870958
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1002.生物材料与生物效应
  • 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

Polydopamine (PDA) coating is one of the most important surface modification platform materials for cardiovascular biomaterials. But the composition ratio of phenolic hydroxyl -semiquinone radical- quinone is very easy to be affected by sedimentary conditions, storage environment, and service environment. Therefore, its functional repeatability is affected, Which leads to the instability and amphibolic biological safety in the storage environment and the physiological environment for service in vivo. So it is necessary to realize fine regulation of the chemical state of PDA surface technically. On this basis, the key scientific issues concerning the relationship between the composition of PDA phenol-semiquinone-quinone and the function of PDA coating and in vivo service behavior and their regularity are further understood.The aim of this project is to construct the PDA@TiO2 composite film material which can realize the precise reversible control of the chemical state of PDA by means of the photocatalysis of TiO2. The photo-induced redox reaction was microzoned by micrographics, Designing and constructing multi-channel parallel detection pattern Research platform which can realize multi-direction fine regulation of chemical state of PDA, The study reveals the relationship between phenol-semiquinone-quinone structure and composition of PDA coating and its material properties, biological properties, biocompatibility, environmental stability and biological safety and the law of influence. Understanding and solving the disadvantages of unstable surface function and biosafety caused by the influence of deposition condition, Storage environment and service environment on the surface of PDA coatings. Furthermore, it provides important basis for the application of PDA coating,1.batch parallel detection,2.formation of protein/ cell micropatterns, 3.further realization of patterned composite functional modification material construction technology and material research platform.Therefore, it can provide the understanding foundation and technology accumulation for the coating with antioxidant stress function in the surface modification of cardiovascular materials.
聚多巴胺PDA涂层是生物材料表面改性重要的表面修饰平台材料。然而,PDA涂层表面化学构成易受沉积条件/服役环境的影响,导致功能不够稳定,存在生物安全隐患。本项目拟借助TiO2的光催化性构建可逆调控PDA化学状态的PDA@TiO2复合薄膜材料;利用微图形将光引发的氧化/还原反应微区化,构建能实现PDA化学状态多向精细调控的多通道并行检测的图案化研究平台;揭示PDA涂层的酚-半醌-醌结构及组成比例变动影响涂层材料学/生物学特性、生物相容性的规律,认识与解决PDA涂层表面化学状态易受沉积条件、储存环境、体内服役环境的影响所导致的表面功能和生物安全性不够稳定的缺点;并进一步为PDA涂层应用研究提供了“可进行批量并行检测、形成蛋白/细胞等微图形、进一步实现图案化复合功能修饰的材料构建技术与材料研究平台”;为抗氧化应激的PDA@TiO2多功能涂层在心血管材料表面改性中的应用提供认识基础和技术积累。

结项摘要

聚多巴胺(PDA)涂层是生物材料表面改性重要的表面修饰平台材料,本项目针对PDA涂层应用中的结构/功能不够稳定以及在体内生理环境存在的生物安全隐患,借鉴光催化化学和光化学基本技术原理,分别利用两条研究路径(H2O2结合UV辐照处理、UV辐照TiO2处理)模拟体内氧化应激环境ROS对PDA的氧化过程,并实现了对聚多巴胺(PDA)表面化学结构精细调控;从微图案化的多材料通道/氧化进程调控两个方向为搭建多通道微图案并行检测研究平台奠定了基础,并获得了PDA涂层的酚-半醌-醌结构转化特别是半醌组成比例对PDA涂层生物学功能的影响规律;基于铜卟啉(CuTCPP)的双催化仿酶特性,通过其在PDA涂层表面的接枝提高了PDA在体内的氧化应激环境中的结构和功能稳定性,避免了PDA薄膜结构转化带来的负面作用,有效促进组织正常修复,从而为抗氧化应激的多功能PDA涂层在心血管材料表面改性中的应用提供了认识基础和技术积累。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Stepwise assembly of functional proteins on Photo-activated TiO2 surfaces confers anti-oxidative stress ability and stealth effect to vascular stents
光激活TiO2表面上功能蛋白的逐步组装赋予血管支架抗氧化应激能力和隐形效果
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2021.130392
  • 发表时间:
    2021-05-25
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Cui, Jiawei;He, Shuang;Huang, Nan
  • 通讯作者:
    Huang, Nan
A novel micropattern platform constructed by TiO2 oxidation of PDA
TiO2氧化PDA构建的新型微图案平台
  • DOI:
    10.1016/j.colsurfb.2023.113141
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Luying Liu;Peng Ye;Ting Jiang;Sheng Dai;Lei Zhou;Lu Zhang;Jiawei Cui;Zhixing Wang;Jianan Liu;Ping Yang;Jiang Chen
  • 通讯作者:
    Jiang Chen
Hyaluronic Acid Nanoparticle Composite Films Confer Favorable Time-Dependent Biofunctions for Vascular Wound Healing
透明质酸纳米颗粒复合膜赋予血管伤口愈合有利的时间依赖性生物功能
  • DOI:
    10.1021/acsbiomaterials.9b00295
  • 发表时间:
    2019-04-01
  • 期刊:
    ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Jiang, Ting;Xie, Zhou;Huang, Nan
  • 通讯作者:
    Huang, Nan
Design and Optimization of the Circulatory Cell-Driven Drug Delivery Platform.
循环细胞驱动药物输送平台的设计与优化
  • DOI:
    10.1155/2021/8502021
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Stem cells international
  • 影响因子:
    4.3
  • 作者:
    Gao P;Zou D;Zhao A;Yang P
  • 通讯作者:
    Yang P
Ellagic Acid–Cyclodextrin Inclusion Complex-Loaded Thiol–Ene Hydrogel with Antioxidant, Antibacterial, and Anti-inflammatory Properties for Wound Healing
鞣花酸-环糊精包合物负载硫醇-烯水凝胶,具有抗氧化、抗菌和抗炎特性,有助于伤口愈合
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c20229
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
    Acs Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Tingyue Zhang;Liwei Guo;Ruolan Li;Jiang Shao;Lei Lu;Ping Yang;Ansha Zhao;Yanqiu Liu
  • 通讯作者:
    Yanqiu Liu

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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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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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