可降解温敏型可注射水凝胶的设计、构建及其在关节软骨缺损修复中的作用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51273086
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0308.生物医用有机高分子材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Cartilage defect caused by congenital abnormalities or disease and trauma is of great clinical consequence, given the limited intrinsic healing potential of the tissue. The rapidly emerging field of tissue engineering holds great promise for the generation of cartilage, by engineering tissue constructs loaded with seed cells in vitro for subsequent implantation in vivo. However, concerns associated with donor site morbidity, cell dedifferentiation, and the limited life span of the cell source have restricted the forefront of such applications. In this study, injectable hydrogels based on poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm) and chondroitin sulfate (ChS) will be developed, with the ultimate aim of synthesizing injectable, biocompatible and biodegradable hydrogels with improved mechanical strength for cartilage tissue engineering applications without seed cells implantation. The major limitation for PNIPAAm used in tissue engineering applications is that it is nonbiodegradable and not readily cleared away from the body under physiological conditions. Living radical polymerization will be employed to synthesize PNIPAAm with controlled molecular weight to be degraded and excreted from the body. In addition, click chemistry will be used to synthesize hydrogels with a well-defined structure and well-controlled properties, such as degradation rate and mechanical strength. The study will provide a novel system for the cartilage repair and promote the development of tissue engineering.
组织工程技术已成为关节软骨缺损修复的研究热点。传统的组织工程修复为体外培养足够的种子细胞,种植于生物材料上,构建细胞/支架复合物,进而植入体内修复软骨缺损。然而由于种子细胞来源有限,培养条件苛刻,且种植于生物材料上会部分或完全丧失生物活性,限制了其在临床应用中的普遍推广。本项目旨在设计合成一系列软骨组织工程支架,在不植入种子细胞的情况下,于体内诱生出具有修复功能的软骨细胞。基于这一思路,本项目设计了以聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)和硫酸软骨素(ChS)为基质的温敏型可注射水凝胶体系。然而由于PNIPAAm不可生物降解,在一定程度上限制了其作为支架材料的应用。本项目拟通过活性自由基聚合合成可生物降解的PNIPAAm基聚合物,通过点击化学精确控制引入的ChS的量,从而得到具有生物降解性及较好机械强度的可注射水凝胶体系,考察其对关节软骨缺损的修复效果,为关节软骨缺损修复提供新的思路。

结项摘要

利用支架促进骨修复是目前组织工程领域普遍采用的有效方法,然而,现有的支架存在操作复杂、创伤大、不易降解等缺陷。本项目旨在发展一种可生物降解的可注射水凝胶,探讨其作为骨修复支架的可行性。为此,我们利用活性可控自由基聚合合成了一系列聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)基聚合物,利用点击化学将生物大分子硫酸软骨素与聚合物骨架结合,制备了一系列可生物降解的、有较好机械强度的可注射水凝胶支架材料,考察了聚合物组成及分子量对可注射水凝胶性能的影响,研究了可注射水凝胶对大鼠颅骨缺损的修复效果。研究结果表明,聚合物及可注射水凝胶的合成分别采用活性自由基聚合和点击化学,可实现反应的高效可控和高选择性。凝胶设计摒弃了交联剂的使用,利用温敏型可注射水凝胶的形成机制制备一系列水凝胶,并将可注射水凝胶作为骨缺损修复的支架材料,方法简单易行,且对大鼠颅骨缺损有较好的修复效果。本项目的实施不仅拓展了PNIPAAm基聚合物在组织工程领域的应用,而且为解决传统骨修复支架操作复杂、创伤大、不易降解等问题提供了新的思路,为研制出新型骨修复支架奠定了理论和技术基础。

项目成果

期刊论文数量(37)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Pluronic F127-chondroitin sulfate micelles prepared through a facile method for passive and active tumor targeting
通过简单的方法制备 Pluronic F127-硫酸软骨素胶束,用于被动和主动肿瘤靶向
  • DOI:
    10.1039/c6ra03989h
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Lu, Shaoyu;Gao, Nannan;Liu, Mingzhu
  • 通讯作者:
    Liu, Mingzhu
Preparation of redox-sensitive, core-crosslinked micelles self-assembled from mPEGylated starch conjugates: remarkable extracellular stability and rapid intracellular drug release
由聚乙二醇化淀粉缀合物自组装制备氧化还原敏感的核心交联胶束:显着的细胞外稳定性和快速的细胞内药物释放
  • DOI:
    10.1039/c6ra06585f
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    RSC ADVANCES
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Chen, Mingjia;Gao, Chunmei;Liu, Mingzhu
  • 通讯作者:
    Liu, Mingzhu
Redox-responsive core-cross-linked mPEGylated starch micelles as nanocarriers for intracellular anticancer drug release
氧化还原响应核心交联聚乙二醇化淀粉胶束作为细胞内抗癌药物释放的纳米载体
  • DOI:
    10.1016/j.eurpolymj.2016.08.018
  • 发表时间:
    2016-10-01
  • 期刊:
    EUROPEAN POLYMER JOURNAL
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Wu, Can;Yang, Jinlong;Liu, Mingzhu
  • 通讯作者:
    Liu, Mingzhu
Co-delivery of zinc and 5-aminosalicylic acid from alginate/N-succinyl-chitosan blend microspheres for synergistic therapy of colitis
海藻酸盐/N-琥珀酰壳聚糖混合微球共同递送锌和 5-氨基水杨酸用于结肠炎的协同治疗
  • DOI:
    10.1016/j.ijpharm.2016.11.036
  • 发表时间:
    2017-01-10
  • 期刊:
    INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Duan, Haogang;Lu, Shaoyu;Liu, Zhen
  • 通讯作者:
    Liu, Zhen
Synthesis of Peptide Dendrimers and Their Application in the Drug Delivery System
肽树枝状聚合物的合成及其在药物递送系统中的应用
  • DOI:
    10.6023/a16020096
  • 发表时间:
    2016-05
  • 期刊:
    Acta Chimica Sinica
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Lu Shaoyu;Gao Chunmei;Wu Can;Zhu Zhaoyan
  • 通讯作者:
    Zhu Zhaoyan

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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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