具有松质骨类似机械力学性能及多孔结构的明胶-纳米生物活性颗粒复合支架材料

批准号:
51773209
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
邱东
依托单位:
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:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢玥、任辉辉、崔杨、徐礼桔、吕扬
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中文摘要
针对骨填充材料机械力学性质和生物活性优化设计基于明胶的复合支架材料体系。该材料由生物活性纳米颗粒和明胶的复合溶液通过冷冻干燥制得,综合了明胶良好的生物相容性和加工性以及生物活性纳米颗粒良好的成骨性,期望其能在松质骨缺损修复方面有所应用。我们设想利用多孔明胶支架孔道的亲水性方便营养物质和代谢产物的快速输运,借助生物活性纳米颗粒的活性帮助细胞快速黏附、增殖,同时通过纳米颗粒与明胶分子之间的强物理相互作用避免亲水性支架的过度溶胀。为了验证以上思想及达到设定的目标,本项目中我们主要将探索明胶与纳米颗粒之间相互作用的调控、复合支架结构与性能的调控以及复合支架生物医用性能的评价,从而为发展新型骨填充材料提供新思路。
英文摘要
We aim to design gelatin-based composite scaffolds with improved mechanical properties and bioactivities. These scaffolds are prepared through freeze-drying gelatin/bioactive nanoparticle mixture solutions and they will combine the good proccessability and biocompatability of gelatin and osteogenic of silicate-based bioactive particiles. By doing such, we aim to develop materials suitable for cancellous bone defect reparing. We expect that the hydrophilic gelatin scaffold would facilitate the exchange of nutrients and metabolites between the scaffold and surrounding environment, the bioactive nanoparticle would promote cell attachment and growth, while through the strong physical interations between gelatin and nanoparticle, the over swollen of scaffold could be avoided. To test the above hypothesis and achieve the set goal, in this project, we will explore ways to control the interactions between gelatin and nanoparticles, to adjust the microstructure, physicochemical and mechanical properties of the composite scaffolds, and to evaluate the biomedical performance of these scaffolds both in vitro and in vivo. This project will provide new input on the development of bone reparing materials.
针对骨填充材料机械力学性质和生物活性优化设计基于明胶的复合支架材料体系。该材料由生物活性纳米颗粒和明胶的复合溶液通过冷冻干燥制得,综合了明胶良好的生物相容性和加工性以及生物活性纳米颗粒良好的成骨性,期望其能在松质骨缺损修复方面有所应用。我们设想利用多孔明胶支架孔道的亲水性方便营养物质和代谢产物的快速输运,借助生物活性纳米颗粒的活性帮助细胞快速黏附、增殖,同时通过纳米颗粒与明胶分子之间的强物理相互作用避免亲水性支架的过度溶胀。为了验证以上思想及达到设定的目标,本项目中我们主要探索明胶与纳米颗粒之间相互作用的调控、复合支架结构与性能的调控以及复合支架生物医用性能的评价,从而为发展新型骨填充材料提供新思路。研究发现,具有高比表面积的纳米生物活性颗粒的体外活性与细胞增殖效果更好,其与明胶组成的复合支架具有与松质骨相似的孔隙率和机械性能,在体外显示出优异的生物活性和促进成骨细胞增殖的性能。应用在大鼠股骨临界缺损模型中,发现5mm的骨缺损在12周几乎完全愈合,因此,这种复合支架可能成为临床大段骨缺损修复的潜在骨植入物。
期刊论文列表
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专利列表
Conjoined-network rendered stiff and tough hydrogels from biogenic molecules
联合网络使生物分子形成坚硬而坚韧的水凝胶
DOI:10.1126/sciadv.aau3442
发表时间:2019-02
期刊:Science Advances
影响因子:13.6
作者:Xu Liju;Wang Chen;Cui Yang;Li Ailing;Qiao Yan;Qiu Dong
通讯作者:Qiu Dong
Regulating polymer adsorption on colloid by surface morphology
通过表面形貌调节聚合物在胶体上的吸附
DOI:10.1039/c8sm01833b
发表时间:2018
期刊:Soft Matter
影响因子:3.4
作者:Wang Chao;Yan Feng;Meng Xiaohui;Qiao Yan;Qiu Dong
通讯作者:Qiu Dong
Porous Particle-Reinforced Bioactive Gelatin Scaffold for Large Segmental Bone Defect Repairing
用于修复大节段骨缺损的多孔颗粒增强生物活性明胶支架
DOI:10.1021/acsami.7b19010
发表时间:2018-02-28
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Cui, Yang;Zhu, Tengjiao;Qiu, Dong
通讯作者:Qiu, Dong
Bioactive Glass-Polycitrate Hybrid with Osteogenetic Ability Comparable to Autogenous Bone
生物活性玻璃-聚柠檬酸盐混合物,其成骨能力可与自体骨相媲美
DOI:10.1166/jbn.2019.2709
发表时间:2019
期刊:Journal of Biomedical Nanotechnology
影响因子:2.9
作者:Zhao Huiyu;Ren Huihui;Zhang Jie;Wang Liang;Li Ailing;Tang Jiajun;Yan Bo;Zhou Wen;Lin Xuezhi;Ao Xiang;Chu Jun;Qiu Dong;Zhang Zhongmin
通讯作者:Zhang Zhongmin
Fabrication of monodisperse asymmetric polystyrene particles by crosslinking regulation in seeded emulsion polymerization
种子乳液聚合中交联调节制备单分散不对称聚苯乙烯颗粒
DOI:10.1016/j.polymer.2020.122799
发表时间:2020
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Xiaohui Meng;Dong Qiu
通讯作者:Dong Qiu
基于生物磷资源植酸制备磷酸钙类生物陶瓷
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:邱东
- 依托单位:
小颗粒与长链高分子溶液复合体系的结构与动态行为
- 批准号:21474122
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:88.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:邱东
- 依托单位:
可降解生物医用玻璃的有机无机杂化增韧
- 批准号:51173193
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:邱东
- 依托单位:
小角散射技术原位表征溶液自组装体系多尺度结构
- 批准号:91027032
- 项目类别:重大研究计划
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:邱东
- 依托单位:
国内基金
海外基金
