可注射生物降解微球骨再生材料的多功能化及成骨机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51873018
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 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:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Demands for bone repairing grafts or materials increase continuously in recent years due to numerous bone defects caused by trauma, tumor and aging, etc.. However, bone repairing remains a big challenge in clinical therapy due to the lack of ideal repairing materials. Traditional bone substitute materials, such as autologous, allologous and heterologous bone grafts, as well as artificial materials, present more or less disadvantages in respect to issues like shortage of donor, secondary surgery, potential immunological rejection and disease transmission, insufficient bioactivity, danger of infection, and so on. Therefore, there is a great and urgent demand for new kinds of bioactive materials that are able to induce and promote bone regeneration. To this end, a kind of multi-functional microspheres made from biodegradable polyesters is proposed as injectable bioactive materials for the purpose to induce bone regeneration. In this project, polylactide-based polymers and copolymers are chosen to prepare the injectable microspheres because they are FDA-approved biomaterials for in vivo applications. These polymers demonstrate flexibility in degradation rate, hydrophilicity/hydrophobility and cell affinity. Besides, other techniques, including surface modification, biomineralization, microencapsulation and time-dependent release of growth factors, and loading of antibacterial and/or antiinfective components, are applicable on these polyester microspheres. In an ideal situation, an injectable bone repairing material can be highly expected, which is able to recruit cells to the defect area to induce bone regeneration via sustained release of proper growth factors when they are injected into the area. This kind of injectable microsphere-based bioactive bone regeneration material is envisioned to have promising application clinically in accordance with the concept of minimal invasive surgery. Basing on in vitro and in vivo evaluations, moreover, qualitative and quantitative correlations between material designs and their osteogenic capacities will be statistically analyzed, which can be a valuable guidance for the design of other bone regeneration materials.
骨创伤、肿瘤切除、骨不连、感染等原因导致的骨缺损日益增多,但目前临床常用的各种骨替代修复材料仍存在着供体有限、潜在免疫排斥和疾病传播、生物活性不足及可能诱发细菌性感染等缺陷。因此,骨科临床治疗对可激活病损骨组织再生修复的生物活性材料需求迫切。本申请提出,基于生物相容性好、降解速率和亲疏水性可调控的脂肪族聚酯,结合表面改性、生物矿化、多生长因子共包埋和顺时控释释放、抑菌抗炎成分引入等多种手段,开展具有诱导成骨促血管并具抗感染功能的可注射微球的制备和体内外生物学评价研究,在阐明该多功能生物活性修复材料与骨再生机制间的定性定量关联基础上,获得一类能够更为有效地促进骨缺损区结构恢复及功能重建的植/介入材料。近年,骨科微创技术及辅助器械发展迅速,为实现材料介入途径和治疗方案的优化提供了可能。本申请的可注射骨缺损再生修复材料,符合临床治疗所提倡的创伤小、手术耗时短、患者恢复快的术式需求,应用前景广阔。

结项摘要

各种原因导致的骨缺损日益增多,其临床治疗对可激活病损骨组织再生修复的生物活性材料需求迫切,但复杂的骨微环境不仅对材料的成血管、成骨活性提出高要求,同时也希望材料具有调节局部活性氧、调控免疫、抑制炎症等功能,以及适应微创介入治疗所期望的可注射骨组织工程微支架。因此,本申请以生物可降解脂肪族聚酯(如乳酸-羟基乙酸共聚物等)为主要基体,同时合成了具有本征性促成骨效应的导电性生物可降解聚膦腈,通过W1/O/W2双乳液法、O/W或W/O单乳液法,复合羟基磷灰石(HA)或生物活性离子掺杂HA、氧化镁/碳酸镁、纳米粘土、骨形态发生蛋白(BMP-2)、淫羊藿苷等活性成分,及纳米银(AgNPs)和万古霉素等抗菌性成分,制备了形貌、组成和活性成分释放可控的功能化改性微球,包括促成骨单功能、促成骨/抗菌双功能、促成血管/促成骨双功能、促成血管/促成骨/抗菌三功能、抗氧化/促成骨等不同功能设计组合的实心微球、多孔微球和纤维微球等,作为可注射微支架开展了骨再生修复和成骨机制的体外/体内系统评价研究,建立了微球型微支架设计与骨再生效率/机制的定性定量关联,尤其是提高了感染情况下的骨再生效率,为实现骨缺损部位的临床治疗方案和支架材料介入途径的优化奠定了可行的材料基础。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Biodegradable microspheres made of conductive polyorganophosphazene showing antioxidant capacity for improved bone regeneration
由导电聚有机磷腈制成的可生物降解微球具有抗氧化能力,可改善骨再生
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2020.125352
  • 发表时间:
    2020-10-01
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Huang, Yiqian;Du, Zhiyun;Yang, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Yang, Xiaoping
Vancomycin- and Strontium-Loaded Microspheres with Multifunctional Activities against Bacteria, in Angiogenesis, and in Osteogenesis for Enhancing Infected Bone Regeneration
负载万古霉素和锶的微球具有抗菌、血管生成和骨生成等多功能活性,可增强感染骨再生
  • DOI:
    10.1021/acsami.9b10219
  • 发表时间:
    2019-08-28
  • 期刊:
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Wei, Pengfei;Jing, Wei;Yang, Xiaoping
  • 通讯作者:
    Yang, Xiaoping
Synergistic effect of stem cells from human exfoliated deciduous teeth and rhBMP-2 delivered by injectable nanofibrous microspheres with different surface modifications on vascularized bone regeneration
人脱落乳牙干细胞与不同表面修饰的可注射纳米纤维微球递送的 rhBMP-2 对血管化骨再生的协同作用
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.03.151
  • 发表时间:
    2019-08-15
  • 期刊:
    CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Fang, Tengjiaozi;Yuan, Zuoying;Cai, Qing
  • 通讯作者:
    Cai, Qing
Osteoconductive and osteoinductive biodegradable microspheres serving as injectable micro-scaffolds for bone regeneration
骨传导和骨诱导可生物降解微球作为骨再生的可注射微支架
  • DOI:
    10.1080/09205063.2020.1827922
  • 发表时间:
    2020-10-03
  • 期刊:
    JOURNAL OF BIOMATERIALS SCIENCE-POLYMER EDITION
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Mao, Jianping;Wei, Pengfei;Cai, Qing
  • 通讯作者:
    Cai, Qing
Strengthening the potential of biomineralized microspheres in enhancing osteogenesis via incorporating alendronate
通过掺入阿仑膦酸钠增强生物矿化微球增强成骨的潜力
  • DOI:
    10.1016/j.cej.2019.02.202
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Chemical Engineering Journal
  • 影响因子:
    15.1
  • 作者:
    Pengfei Wei;Zuoying Yuan;Wei Jing;Yiqian Huang;Qing Cai;Binbin Guan;Zihao Liu;Xu Zhang;Jianping Mao;Dafu Chen;Xiaoping Yang
  • 通讯作者:
    Xiaoping Yang

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

机器人辅助与徒手置入椎弓根螺钉在经椎间孔腰椎椎间融合术中的对比研究
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1009-6604.2019.06.001
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国微创外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    茅剑平;张琦;范明星;韩晓光;肖斌;行勇刚;刘波;胡临;袁强;孙宇庆;田伟
  • 通讯作者:
    田伟
机器人辅助经皮微创单节段胸腰椎骨折内固定术的学习曲线
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1009-6604.2019.09.010
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国微创外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    范明星;张琦;赵经纬;段芳芳;刘亚军;韩晓光;茅剑平;肖斌;刘波;田伟
  • 通讯作者:
    田伟
机器人辅助与徒手椎弓根螺钉置入在胸腰椎骨折手术中的精度及手术即时效果的比较
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1009-6604.2020.06.013
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    中国微创外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    茅剑平;李祖昌;范明星;韩晓光;肖斌;刘波;胡临;袁强;孙宇庆;田伟
  • 通讯作者:
    田伟
骨水泥强化治疗“三明治”型骨质疏松性椎体压缩骨折对邻近椎体再次骨折的影响
  • DOI:
    10.19548/j.2096-269x.2017.04.009
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    骨科临床与研究杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋继乐;肖斌;茅剑平;刘亚军;何达;张贵林;田伟
  • 通讯作者:
    田伟
骨科机器人辅助齿状突螺钉内固定术9例报告
  • DOI:
    10.3969/j.issn.1009-6604.2019.07.020
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国微创外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    茅剑平;范明星;吴佳源;肖斌;行勇刚;刘波;胡临;袁强;孙宇庆;田伟
  • 通讯作者:
    田伟

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码