基于微流控芯片的镁合金降解与血管内皮重建交互作用的研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51901137
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0110.金属生物与仿生材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Biomedical magnesium (Mg) alloy as a new type biodegradable stent material to support blood vessels shows a promissing application prospect. The degradation of Mg alloy and endothelial reconstruction restrict and interact with each other. However, the above problems are investigated in a single factor, two-dimensional and static way by most of the existing research. Here, we will aim to reconstruct accurate and controllable vascular microenvironment in vitro with microfluidic chip technology, and mimic its physical and biochemical factors. The degradation behaviors of Mg alloy under the synergistic action of multiple parameters will be studied, and the dynamic degradation model as well as degradation mechanism of Mg alloy will be established and analysis. Furthermore, the key factors that affect the degradation behaviors of Mg alloy will be revealed so as to control its degradation process precisely. We will also study the effect of Mg alloy degradation on vascular endothelial reconstruction and explore the cellular and molecular mechanisms of tissue regeneration. Meanwhile, the interaction between Mg alloy and vascular endothelium as well as its regulation mechanism will be elucidated, and the safety of materials and the effectiveness of vascular repair and functional reconstruction will be established. Overall, the relevant material and biological informations during the process of dynamic degradation of Mg alloy and vascular endothelial reconstruction canl be in-situ monitored and on-line analyzed, which provides a new perspective and method for studying the restenosis and its regulation mechanism.
生物医用镁合金作为新型可降解血管支架材料具有良好的应用前景。镁合金降解与血管内皮重建之间因交互作用而彼此影响、相互制约,现有技术与方法大多只能通过单因素、二维以及静态的方式对上述问题进行研究。本项目将利用微流控芯片技术,在体外重建精确、可控的血管微环境,模拟血管环境中的物理及生化因素,研究多参数协同作用下的镁合金降解行为,建立镁合金动态降解模型并解析其降解机制,揭示影响镁合金降解行为的关键因素,实现对镁合金降解过程的精确控制;同时研究镁合金降解对血管内皮重建过程的影响,探索组织再生的细胞、分子机制,阐明镁合金降解与血管内皮重建的交互作用规律及其调控机制,建立材料安全性以及血管修复与功能重建的有效性评价。本项目的开展,将实现对镁合金的动态降解及血管内皮重建过程中相关材料学和生物学信息的原位监测和在线分析,为研究支架内再狭窄机理及其调控机制提供新的探索视角和研究手段。

结项摘要

镁及其合金具有良好的力学性能、可降解性和生物相容性,是一种革命性的医用金属材料。相对于传统医用金属材料,镁及其合金的应用更新了传统的将医用金属作为生物惰性材料使用的思想,巧妙地利用其降解性能实现了其作为短期植入物的应用。如何使镁合金植入物以可控方式实现其组织重建与修复功能,提高宿主细胞响应及组织生长速率、血管网络快速形成能力,缩短组织再生、修复与重建周期,是目前阶段镁合金器械研发与应用的关键问题。本项目通过有限元建模分析的方法,结合先进的微流控技术,对镁合金血管夹及可回收血管支架的结构进行了优化设计,并设计了一种用于闭合大穿孔的内窥镜多击发夹子施加器系统,研究了镁合金的体外降解行为、细胞相容性及血液相容性,建立了材料设计-性能调控-器件开发之间的关系,为开发性能可控的镁合金植入器械、促进其临床应用提供了新的思路和更高效的技术手段。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
新型可降解肠道吻合支架的建模仿真与实验研究
  • DOI:
    10.16156/j.1004-7220.2022.04.019
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    医用生物力学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张成;胡钟欣;李君一;周权;张文燕;宋成利;毛琳
  • 通讯作者:
    毛琳
Recent Advances in the Grain Refinement Effects of Zr on Mg Alloys: A Review
Zr对镁合金晶粒细化作用的最新进展:综述
  • DOI:
    10.3390/met12081388
  • 发表时间:
    2022-08
  • 期刊:
    MDPI AG
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ming Sun;Depeng Yang;Yu Zhang;Lin Mao;Xikuo Li;Song Pang
  • 通讯作者:
    Song Pang
Structural Optimization, Fabrication, and Corrosion Behaviors of Biodegradable Mg-Nd-Zn-Zr Alloy Hemostatic Clip
可生物降解Mg-Nd-Zn-Zr合金止血夹的结构优化、制备及腐蚀行为
  • DOI:
    10.3390/met12111979
  • 发表时间:
    2022-11-01
  • 期刊:
    METALS
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Mao, Lin;Zheng, Xin;Song, Chengli
  • 通讯作者:
    Song, Chengli
Precise Control and Experimental Evaluation of a Novel Endoscopic Suturing Device for Large Perforations
新型大穿孔内镜缝合装置的精确控制与实验评估
  • DOI:
    10.1007/s40846-021-00619-x
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Journal of Medical and Biological Engineering
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Liaoyuan Ai;Chengli Song;Shuchen Ge;Shiju Yan;Lin Mao;Alfred Cuschieri
  • 通讯作者:
    Alfred Cuschieri
Design and Biomechanical Analysis of a Novel Retrievable Peripheral Vascular Stent
新型可回收外周血管支架的设计与生物力学分析
  • DOI:
    10.1115/1.4046796
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Medical Devices-Transactions of the ASME
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    Guo Jingzhen;Mao Lin;Yu Xitong;Song Chengli;Zhao Xue
  • 通讯作者:
    Zhao Xue

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其他文献

邻苯二甲酸单丁酯对雄性小鼠睾丸的氧化损伤
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    环境与健康杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    可尘娟;毛琳;杨旭;袁均林
  • 通讯作者:
    袁均林
松脂素二糖苷印迹修饰金属有机骨架复合材料的合成及其吸附性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    化学通报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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多传感器系统模型参数和噪声统计的一种信息融合辨识方法
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    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
    邓自立;王欣;徐慧勤;高媛;孟华;毛琳
  • 通讯作者:
    毛琳
多尺度复合热界面材料研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    绝缘材料
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  • 作者:
    毛琳;赵迪;邹雄;王金合;施利毅
  • 通讯作者:
    施利毅
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓自立;毛琳
  • 通讯作者:
    毛琳

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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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