精准血液净化介入治疗吸附材料的构建、制备与功能调控
批准号:
U20A20263
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
贾凌云
依托单位:
学科分类:
生物医用有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
贾凌云
中文摘要
血液透析是肾衰竭患者的生命支持系统,目前因尚缺乏持续有效的甲状旁腺激素(PTH)去除技术,肾衰竭患者面临严重的透析并发症,致残致死率高。针对这一问题,本项目首次提出以抗PTH纳米抗体为功能基研制介入吸附材料实现连续精准血液净化的解决思路。该思路采用留置针静脉插管,利用类笔芯式可更换介入材料实现PTH类痕量毒素的持续有效去除。针对这一思路,提出制备微米梁骨架纳米抗体冰胶整体介入材料的创新技术和方法。其优势在于: 利用不锈钢丝簇微米梁骨架可以显著增强介入材料力学性能;冰胶材料的大孔径、贯通孔特性不仅有效解决了介入材料吸附表面积低的难题,同时具有良好的吸附动力学特性;以定点修饰聚合基团的纳米抗体为单体,发展冰晶微液相浓缩表面聚合技术“一锅法”制备冰胶,能够实现纳米抗体的高密度高活性固载,将显著提升介入材料的吸附容量和血液相容性。本项目研究成果将为痕量毒素便携式血液净化器件研发奠定理论和技术基础。
英文摘要
Hemodialysis serves as a life-support system for the patients with renal failure. The lack of continuously effective tools for the removal of middle molecules such as parathyroid hormone (PTH) has forced the renal failure patients to confront with severe dialysis complications, high disability rate and frequent fatality. To preform long-term precise hemopurification, we propose a novel interventional adsorption system based on anti-Hemodialysis serves as a life-support system for the patients with renal failure. The lack of continuously effective tools for the removal of middle molecules such as parathyroid hormone (PTH) has forced the renal failure patients to confront with severe dialysis complications, high disability rate and frequent fatality. To preform long-term precise hemopurification, we propose a novel interventional adsorption system based on anti-PTH nanobodies. Aiming at developing replaceable functional inserts in venous indwelling needle for the removal of PTH and PTH-like trace toxins, we introduce microfiber reinforced macroporous cyrogel-monolith. This novel system features the following designs: First, stainless steel clusters embedded in the macroporous cyrogel-monolith enhance the mechanical properties of the interventional material. Then, cryogel consists of large-aperture thru holes greatly improves surface area and adsorption dynamics as compared with the traditional interventional material with undesirable low surface area. Meanwhile, the one-pot preparation of cryogel by surface polymerization in unfrozen liquid microphase using site-directed alkene modified nanobodies as monomers ensures the dense and active immobilization of nanobodies, leading to superior adsorption capacity and hemocompatibility of interventional material. In summary, our research provides valuable information that builds a solid foundation for both theory and techniques in the development of portable hemolysis devices for the removal of trace toxins in blood.
血液净化吸附治疗作为现代医学中重要的治疗手段,在众多疾病的临床干预中占据日益重要的地位,已成为肾衰竭、肝衰竭、脓毒症及自身免疫性疾病治疗中不可缺少的技术手段,本项目的主要目标是解决血液净化吸附材料对痕量致病毒素的精准高效吸附难题,为开发全新的精准血液净化吸附材料奠定理论和技术基础。项目的主要研究内容包括(1)血液相容和生物相容性的介入材料表面修饰方法及机理;(2)多价纳米抗体定点固载及吸附剂制备技术;(3)介入器件的构建。. 研究取得的主要成果及其应用效果如下:(1)建立了广谱适用于各种亲疏水表面的修饰的单宁酸表面、构建了高密度高伸展状透明质酸刷表面,提升了材料表面非特异性粘附能力及血液相容性,为抗体固定化提供了充足的反应位点,实现了血浆中痕量目标物的高选择性识别。(2)创建了纳米抗体及目标蛋白定点固定化技术与方法:一方面,通过甲酰甘氨酸生成酶固定化和辅因子原位重构策略,实现了连续流条件下目标蛋白质的高效、稳定体外催化定点醛基化修饰;另一方面,开发了系列醛基化修饰蛋白质定点偶联的高效亲核碳偶联技术,通过米氏酸、吡唑啉酮与醛基化修饰蛋白质的高效偶联反应,实现了蛋白质的定点单一偶联、同双偶联和异双偶联,基于米氏酸的醛基偶联反应相对于传统的成腙/肟连接反应效率提高了2-3个数量级,偶联后可保持100%的蛋白质结构和活性。(3)将材料表面广谱修饰方法与纳米抗体定点固载技术整合,研发了用于血液中痕量毒素去除的介入器件,成功实现了全血体系中皮克/毫升级别炎症因子的去除,去除率达85%以上。成功制备了国内外首个纳米抗体基白介素-6吸附柱,通过了国家指定部门的动物安全性试验、血液相容性及生物安全性等试验,通过了国家指定部门的注册检验,完成了可行性临床试验,进入了全国多中心确证性临床试验。临床初步试验证实:该吸附柱在抑制炎症风暴、治疗脓毒血症的全国多中心临床试验中显示了良好的治疗效果。
持久性有机污染物的超分子识别及其可生物利用性研究
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批准号:21277021
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:贾凌云
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依托单位:
锁定底物与酶结合态研究酶催化反应调节蛋白的新方法
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批准号:20775011
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项目类别:面上项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2007
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负责人:贾凌云
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依托单位:
活性蛋白人工抗体分子的设计合成及性能研究
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批准号:20375006
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项目类别:面上项目
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资助金额:22.0万元
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批准年份:2003
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负责人:贾凌云
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依托单位:
国内基金
海外基金