可诱导细胞粘附且具治疗功能的骨再生修复支架研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51803173
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陈星羽
  • 依托单位：
    西南交通大学
  • 学科分类：
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2018
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Improvement of cell adhesion on the surface of a bone regeneration repair scaffold will greatly improve the ability for bone tissue regeneration. On the basis of our previous study, choline phosphate (CP), the reverse of phosphate choline (PC), can induce cell adhesion on the surface of a material surface through unique CP-PC interactions. In this study, we aimed to design a bone regeneration repair scaffold with cell adhesion induction and therapeutic properties. A composite porous scaffold is fabricated using biodegradable polymer and hydroxyapatite (HA) such that (1) the choline phosphate polymer will functionalize the surface of composite materials to improve cell adhesion and (2) the alendronate-β-cyclodextrin conjugate will target HA and then load drugs with the help of β-cyclodextrin. In addition, we aim to explore this composite scaffold in inducing cell adhesion, in enhancing bone regeneration, and in drug release and other funcions. In this study, we will innovatively modify the composite scaffold using the choline phosphate polymer and introduce the β-cyclodextrin drug-carrier on the scaffold surface, which can aid in the reconstruction of bone defects and help in the treatment of bone related diseases. This research may also provide a new approach for designing bone regeneration repair scaffolds.
骨再生修复支架表面细胞粘附的改善，将极大地提高支架诱导骨组织再生的能力。前期研究证实了，基于胆碱磷酸（CP）与细胞膜上磷酸胆碱（PC）的相互作用可以诱导细胞在材料表面粘附。在此基础上，本项目拟开发一种可诱导细胞粘附且具有治疗功能的骨再生修复支架。该复合多孔支架由可降解高分子材料与羟基磷灰石（HA）制备而得：（1）胆碱磷酸聚合物对高分子材料表面改性以增强成骨相关细胞粘附；（2）阿仑磷酸改性的环糊精与HA特异性吸附，并通过环糊精空腔载入药物。探索复合支架诱导细胞粘附、增强骨组织再生、载药释药等多重功能。因此，本项目创新性地利用胆碱磷酸聚合物刷修饰复合支架并引入环糊精载体以重建骨缺损的同时治疗骨相关疾病，为骨再生修复支架的设计提供了新思路。

结项摘要

骨修复材料是临床手术中继血液制品之后的第二大常用品。在本项目的支持下，为改善骨再生修复材料表面的细胞粘附性能，提高材料诱导骨组织再生的能力，选择可与细胞膜上磷酸胆碱（PC）相互作用的胆碱磷酸（CP）分子对生物材料表面进行功能化改性，获得生物相容性更好的再生医学材料。另一方面，本项目设计了天冬氨酸六肽（ASP6）改性的环糊精（β-CD）药物载体，可靶向骨组织中的羟基磷灰石。研究结果表明胆碱磷酸功能化的材料可促进细胞的粘附增强骨诱导活性，增强其在体内的相容性可更好的应用于组织与再生医学领域。同时，天冬氨酸六肽改性的药物载体(ASP6-β-CD)系统能有效的结合羟基磷灰石，在体内高效的靶向骨组织，释放抗菌药物，促进骨组织的修复。.本项目总计发表标注基金号论文11篇，申请发表专利3项，授权1项。本工作有望为优化骨修复材料和治疗骨相关疾病提供有益的新思路。

项目成果

期刊论文数量（11）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Zwitterionic PMCP-functionalized titanium surface resists protein adsorption, promotes cell adhesion, and enhances osteogenic activity
两性离子 PMCP 功能化钛表面可抵抗蛋白质吸附，促进细胞粘附，增强成骨活性
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfb.2021.111928
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xu Ran;Cui Xuezhong;Xin Qiangwei;Lu Min;Li Zhiqiang;Li Jianshu;Chen Xingyu
  • 通讯作者：
    Chen Xingyu
Bioinspired by cell membranes: functional polymeric materials for biomedical applications
受细胞膜启发的生物：用于生物医学应用的功能性高分子材料
  • DOI：
    10.1039/c9qm00717b
  • 发表时间：
    2020-03-01
  • 期刊：
    MATERIALS CHEMISTRY FRONTIERS
  • 影响因子：
    7
  • 作者：
    Chen, Xingyu;Li, Jianshu
  • 通讯作者：
    Li, Jianshu
Cell-Membrane-Targeted Drug Delivery System Based on Choline-Phosphate-Functionalized β-Cyclodextrin
细胞—膜—基于胆碱—磷酸盐—功能化β—环糊精的靶向药物递送系统
  • DOI：
    10.1002/mabi.202000069
  • 发表时间：
    2020-08-31
  • 期刊：
    MACROMOLECULAR BIOSCIENCE
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Feng, Ying;Xin, Qiangwei;Li, Jianshu
  • 通讯作者：
    Li, Jianshu
Cp1-11 peptide/insulin complex loaded pH-responsive nanoparticles with enhanced oral bioactivity
负载 Cp1-11 肽/胰岛素复合物的 pH 响应纳米粒子，具有增强的口服生物活性
  • DOI：
    10.1016/j.ijpharm.2019.03.020
  • 发表时间：
    2019-05-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Chen, Xingyu;Ren, Yushuang;Li, Jianshu
  • 通讯作者：
    Li, Jianshu
Functional zwitterionic biomaterials for administration of insulin
用于胰岛素给药的功能性两性离子生物材料
  • DOI：
    10.1039/d0bm00986e
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Biomaterials Science
  • 影响因子：
    6.6
  • 作者：
    Chen Xingyu;Yang Dongqiong
  • 通讯作者：
    Yang Dongqiong

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其他文献

环糊精及其衍生物在多肽/蛋白质药物非注射给药体系中的应用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2010
  • 期刊：
    中国生物工程杂志
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈星羽;辛剑宇;李建树
  • 通讯作者：
    李建树

其他文献

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陈星羽的其他基金

基于慢性创面微环境可视化检测并时序递送药物的光子晶体水凝胶修复材料
  • 批准号：
    32371384
  • 批准年份：
    2023
  • 资助金额：
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可阶段性控释靶向外泌体促进糖尿病创面愈合的智能微针体系的构建及机理研究
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    面上项目

相似国自然基金

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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

        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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