层层组装构建钛/钛合金界面微环境的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51173216
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    58.0万
  • 负责人：
    蔡开勇
  • 依托单位：
    重庆大学
  • 学科分类：
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

钛/钛合金植入体与周边骨组织缺乏整合性，导致其长期植入稳定性差、寿命短，是目前临床面临的普遍挑战。针对植入体在髓腔内固定，本项目拟采用层层组装、融合药物释放及基因转染技术构建钛/钛合金界面微环境，探索该微环境对骨髓基质干细胞的分化的定向诱导与调控。采用细胞穿膜肽对壳聚糖进行修饰，以此载体制备BMP2基因复合物颗粒。进而，在钛/钛合金基材表面构建以基因复合颗粒插层的多层结构。探究复合颗粒的控制释放及界面介导基因转染；研究药物/生长因子等对基因转染及骨髓基质干细胞诱导分化的协同效应。阐明基因剂量与转染效率的关系及基因复合颗粒的细胞转运途径。从细胞骨架及重塑、特定基因和蛋白表达等方面探究界面微环境对骨髓基质干细胞分化的影响及分子机制(骨保护素、骨桥蛋白、整合素α5、αV、β1的mRNA表达)。验证并初步形成界面微环境与细胞"双向"交流调控的假说，为研发组织诱导性生物材料及植入体提供理论依据。

结项摘要

钛/钛合金植入体与周边骨组织缺乏整合性，导致其长期植入稳定性差、寿命短，是目前临床面临的普遍挑战。本项目采用层层组装技术并融合药物释放理念构建钛/钛合金界面微环境，探索该微环境对骨髓基质干细胞、成骨细胞的分化的调控及分子机制。在生物活性/诱导性界面微环境及分子机制、微/纳米拓扑界面及细胞/组织响应及抗菌/抗炎生物功能性界面及生理响应等研究方面取得重要进展。在生物材料及界面科学一流期刊诸如Biomaterials、Acta Biomaterialia、ACS Appl Mater & Interfaces、Colloids and Surface B-Biointerfaces等发表SCI论文23篇，申请国家发明专利7项，其中3项已获授权，培养博士生4名，硕士生6名，各项指标都超过合同要求的内容。更重要的是，在项目执行期间，项目负责人入选教育部长江学者特聘教授，并获得2015年度重庆市自然科学奖一等奖。已取得的研究成果，为今后进一步深入研究界面微环境对骨形成相关细胞调控的研究打下了坚实的基础。

项目成果

期刊论文数量（26）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Mesenchymal stem cell growth behavior on micro/nano hierarchical surfaces of titanium substrates
间充质干细胞在钛基底微纳分级表面上的生长行为
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfb.2015.01.048
  • 发表时间：
    2015-03-01
  • 期刊：
    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Shen, Xinkun;Ma, Pingping;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者：
    Cai, Kaiyong
TiO2 nanotubes as drug nanoreservoirs for the regulation of mobility and differentiation of mesenchymal stem cells
TiO2纳米管作为药物纳米库用于调节间充质干细胞的迁移和分化
  • DOI：
    10.1016/j.actbio.2011.10.021
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    ACTA BIOMATERIALIA
  • 影响因子：
    9.7
  • 作者：
    Hu, Yan;Cai, Kaiyong;Liu, Peng
  • 通讯作者：
    Liu, Peng
Simultaneous delivery of BMP-2 factor and anti-osteoporotic drugs using hyaluronan-assembled nanocomposite for synergistic regulation on the behaviors of osteoblasts and osteoclasts in vitro
使用透明质酸组装的纳米复合材料同时递送BMP-2因子和抗骨质疏松药物，协同调节体外成骨细胞和破骨细胞的行为
  • DOI：
    10.1080/09205063.2014.998588
  • 发表时间：
    2015-01
  • 期刊：
    Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Luo, Zhong;Shen, Xinkun;Mu, Caiyun;Cai, Kaiyong
  • 通讯作者：
    Cai, Kaiyong
Mesenchymal Stem Cells Differentiation on Hierarchically Micro/Nano-Structured Titanium Substrates
分层微/纳米结构钛基底上的间充质干细胞分化
  • DOI：
    10.1002/adem.201180073
  • 发表时间：
    2012-05-01
  • 期刊：
    ADVANCED ENGINEERING MATERIALS
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Chen, Xiuyong;Cai, Kaiyong;Tang, Liling
  • 通讯作者：
    Tang, Liling
Fabrication of selenium-deposited and chitosan-coated titania nanotubes with anticancer and antibacterial properties
具有抗癌和抗菌特性的硒沉积和壳聚糖涂覆的二氧化钛纳米管的制备
  • DOI：
    10.1016/j.colsurfb.2012.10.022
  • 发表时间：
    2013-03-01
  • 期刊：
    COLLOIDS AND SURFACES B-BIOINTERFACES
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Chen, Xiuyong;Cai, Kaiyong;Tang, Liling
  • 通讯作者：
    Tang, Liling

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医用材料表界面设计及其与细胞相互作用
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    蔡开勇
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    2020
  • 期刊：
    材料导报
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    --
  • 作者：
    李晓楠;李景华;时炜璐;杨宪园;胡燕;蔡开勇
  • 通讯作者：
    蔡开勇
同一基底材料表面不同蛋白浓度域与内皮细胞相互作用的初步研究
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  • 期刊：
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  • 作者：
    陈冲;Siegmund Schroeter;蔡开勇
  • 通讯作者：
    蔡开勇
钛材表面疏水图案化对成骨细胞生长的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    杨维虎
Physical and biological proper
物理和生物特性
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
  • 影响因子：
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  • 作者：
    蔡开勇;邓林红
  • 通讯作者：
    邓林红

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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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