无机-有机杂化纳米纤维素气凝胶组装硬骨素抗体及SDF-1搭载干细胞治疗大段骨缺损

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81702128
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H0603.骨、关节、软组织医用材料
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The inorganic-organic hybrid aerogels composed of nano cellulose acetate, nano-hydroxyapatite and type I collagen produced by supercritical drying method belong to the fourth generation of new materials, which was characteristic with excellent Bioactivity, biomechanical properties, biocompatibility and drug loading capacity. This material can control the release of drugs and achieve a smooth release. Sclerostin antibody can activate the wnt pathway to promote osteoblastic differentiation of MBSCs, and stromal cell derived factor-1 (SDF-1) induces stem cells targeting homing. Vascular endothelial progenitor cells (EPCs) can induce the revascularization and promote osteogenic differentiation of BMSCs. In this study, the material is consist of Inorganic-organic hybrid nanocellulose aerogels combining BMSCs and EPCs is implanted into the bone defect area by in vitro and in vivo experiments, which can promote the homing of autologous BMSCs and EPCs and induce osteogenesis and revascularization in the area of bone defect. Our study will solve the problem that difficulties of osteogenesis and revascularization in the center of large bone defects. This material can provide the new idea and method to treat large segment of bone defects.
采用超临界干燥法制备的由纳米醋酸纤维素、纳米羟基磷灰石和I型胶原组成的无机-有机杂化气凝胶属于第四代新材料,具有良好的生物学活性、生物力学性能、生物相容性及强大的药物搭载能力和可控药物缓释性能,可实现药物的平稳释放。硬骨素(SOST)抗体激活经典wnt通路促进MBSCs成骨分化,基质细胞衍生因子(SDF-1)诱导干细胞靶向归巢。血管内皮祖细胞(EPCs)具有成血管能力,与BMSCs共培养可促进BMSCs成骨分化。本研究采用体外、体内实验相结合的方法,将组装硬骨素抗体及SDF-1的气凝胶支架搭载BMSCs和EPCs,植入骨缺损区,诱导自体BMSCs和EPCs向骨缺损区归巢,促进骨缺损区的成骨、成血管活动,解决大段骨缺损中心区域成骨及成血管困难这一难题,修复骨缺损。为大段骨缺损的治疗提供新材料、新思路和新方法。

结项摘要

骨缺损的临床治疗极为困难,自体骨和同种异体骨移植等常用方法均存在一定风险和不确定性,急需开发更安全的具有骨传导和骨诱导性能的人工骨支架修复骨缺损。本项目模拟天然骨组织的组成和结构特征,构建由胶原(COl)、纤维素(NCF)和纳米羟基磷灰石(NHA)组成的有机-无机复合气凝胶支架,引入具有诱导成骨活性的硬骨素抗体(SOST抗体)和促进干细胞归巢作用的SDF-1,研制具有血管诱导和骨诱导生物活性的可控降解的仿生骨支架材料用于骨缺损修复。本研究通过超声粉碎、混合交联和冷冻干燥相结合方式得到NCF-COL-NHA有机-无机气凝胶骨修复材料,并能通过调整NHA的含量调控材料的力学特性和降解速度。NHA:NCF-Col为1:1时制得的气凝胶支架具有最好的表征及力学性能。电镜下观察该气凝胶为多孔支架,孔隙率超过90%(96.4±1.6%),平均孔径75um,弹性模量12.95±4.77 Mpa,抗压强度0.4067 ±0.084 Mpa,受压后可恢复95%的形变。体外研究结果证实,本研究研发的NCF-COL-NHA气凝胶支架具有良好的生物安全性和稳定的降解性。搭载SOST抗体和SDF-1后在药物可实现有效、稳定释放。体外实验和动物体内实验中搭载SOST抗体和SDF-1的NCF-COL-NHA气凝胶支架均表现出良好的促进新骨形成和促进新生血管形成的特性,在骨缺损造模手术后12周达到基本修复骨缺损,实现了研究的预期效果。搭载SOST抗体和SDF-1的NCF-COL-NHA气凝胶支架通过诱导自体BMSCs和EPCs向骨缺损区归巢,促进骨缺损区的成骨、成血管活动,解决骨缺损中心区域成骨及成血管困难这一难题。本研究为骨缺损的治疗提供新材料、新思路和新方法。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Finding the optimal control level of intraoperative blood pressure in no tourniquet primary total knee arthroplasty combine with tranexamic acid: a retrospective cohort study which supports the enhanced recovery strategy
寻找无止血带初次全膝关节置换术联合氨甲环酸术中血压的最佳控制水平:支持加速康复策略的回顾性队列研究
  • DOI:
    10.1186/s13018-020-01887-0
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Orthopaedic Surgery and Research
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Hao-Yang Wang;Ming-cheng Yuan;Fu-Xing Pei;Zong-Ke Zhou;Ren Liao
  • 通讯作者:
    Ren Liao

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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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