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“拆分”和“重组”策略构筑结构精确可控的类肝素化聚合物修饰材料表面及其血液相容性研究
结题报告
批准号:
21774089
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
刘小莉
依托单位:
学科分类:
B0507.医用材料化学
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
郑青、顾皓、杜慧、陈咸双、李聪、范敏
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中文摘要
生物材料的血液相容性是生物材料设计的永恒主题。可与肝素媲美的类肝素化聚合物(HMP)改性后的材料,其血液相容性可得到显著改善,但对HMP化学结构如何影响生物性能缺乏全面和系统的研究。本项目拟将肝素“拆分”为糖、磺酸、羧酸等基本构筑单元,再通过可控活性聚合法或自组装法“重组”策略在模型基材表面构筑结构精确可控的HMP,研究改性后表面与血小板、内皮细胞、平滑肌细胞的作用情况,获得HMP中每一组分(糖、磺酸、羧酸)的含量、分布以及组合形式对其生物活性的影响规律。基于上述研究成果,采用相同策略在特定的生物医用材料表面引入HMP,通过调控表面组成使修饰后材料在抗凝血性能、内皮细胞作用和平滑肌细胞作用这三者达到有机平衡,最终获得兼具抗凝血性能、促进内皮化和抑制平滑肌细胞增生的多功能材料表面。该研究将丰富HMP结构与生物学性能关系这一基础研究理论,同时为血液相容性材料的多功能设计提供新的思路。
英文摘要
Blood compatibility is the forever topic to design biomaterials. Heparin-mimicking polymers (HMP) modified materials show good hemocompatibility, which is comparable to heparin-modified materials. Despite a lot of work in this area, there are still no clear rules or extensive structure-property relationships on how the structural parameters relate to resultant biological properties. In this project, heparin will be split into glyco, sulfonated and carboxylic units. These units are then recombined to construct HMP on model substrates by controlled/living polymerization or by self-assembly technique. The influence of the content, distribution, and combining form of the building units on the biological functions of the modified materials will be investigated. Based on the obtained structure-property rules, HMP will be introduced to biomedical material surfaces. Through regulating the composition of the building units on the surface, we seek to develop a multifunctional surface with anticoagulant properties, ability of endothelialization and inhibiting the hyperplasia of smooth muscle cells. This study will enrich the fundamental theory of structure-property relationships for HMP modified material surfaces and provide a new strategy to design multifunctional blood compatible materials.
本项目采用“拆分”和“重组”的策略,设计制备了一系列含糖、磺酸和羧酸单元的结构精确可控的类肝素聚合物(HMP)修饰材料表面,研究了材料表面中每一组分(糖、磺酸、羧酸)的含量、分布以及组合形式对其血液相容性的影响规律及其作用机制。并以获得的结构-性能关系为指导,在生物医用材料表面通过同样的策略引入HMP,使HMP修饰后的材料表面在抗凝血性能、内皮细胞作用和平滑肌细胞作用这三者达到有机的平衡,获得兼具抗凝血性能、促进内皮化和抑制平滑肌细胞增生的多功能血液接触材料表面。在以上研究工作的基础上,我们进一步研究了类肝素聚合物化学组成和拓扑结构的协同作用对血管细胞行为的影响。本项目工作共发表学术论文9篇,其中影响因子大于5的论文8篇,以上研究结果为制备HMP修饰材料表面以提高其血液相容性提供了实验依据和理论指导。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
A facile method to prepare a versatile surface coating with fibrinolytic activity, vascular cell selectivity and antibacterial properties
一种制备具有纤溶活性、血管细胞选择性和抗菌特性的多功能表面涂层的简便方法
DOI:10.1016/j.colsurfb.2018.03.047
发表时间:2018
期刊:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces
影响因子:--
作者:Jin Sheng;Gu Hao;Chen Xianshuang;Liu Xiaoli;Zhan Wenjun;Wei Ting;Sun Xuebo;Ren Chuanlu;Chen Hong
通讯作者:Chen Hong
DOI:10.1016/j.colsurfb.2021.111653
发表时间:2021-02
期刊:Colloids and surfaces. B, Biointerfaces
影响因子:--
作者:Aiyang Zhang;Weibin Sun;Xinyi Liang;Xianshuang Chen;Yuepeng Li;Xiaoli Liu;Hong Chen
通讯作者:Aiyang Zhang;Weibin Sun;Xinyi Liang;Xianshuang Chen;Yuepeng Li;Xiaoli Liu;Hong Chen
Sulfonate Groups and Saccharides as Essential Structural Elements in Heparin-Mimicking Polymers Used as Surface Modifiers: Optimization of Relative Contents for Antithrombogenic Properties
磺酸基和糖类作为表面改性剂的类肝素聚合物的基本结构元素:抗血栓形成特性相对含量的优化
DOI:10.1021/acsami.7b16723
发表时间:2018-01-10
期刊:ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
影响因子:9.5
作者:Chen, Xianshuang;Gu, Hao;Brash, John L.
通讯作者:Brash, John L.
Nitric Oxide-Generating Antiplatelet Polyurethane Surfaces with Multiple Additional Biofunctions via Cyclodextrin-Based Host–Guest Interactions
通过基于环糊精的主客体相互作用产生一氧化氮的抗血小板聚氨酯表面具有多种附加生物功能
DOI:10.1021/acsabm.9b00969
发表时间:2019
期刊:ACS Applied Bio Materials
影响因子:4.7
作者:Jin Sheng;Huang Jialei;Chen Xianshuang;Gu Hao;Li Dan;Zhang Aiyang;Liu Xiaoli;Chen Hong
通讯作者:Chen Hong
DOI:10.1039/c8tb02148a
发表时间:2018-12
期刊:Journal of materials chemistry. B
影响因子:--
作者:Siyuan Li;Bing Liu;Ting Wei;Changmin Hu;Yingjie Hang;Yishi Dong;Xiaoli Liu;Hong Chen
通讯作者:Siyuan Li;Bing Liu;Ting Wei;Changmin Hu;Yingjie Hang;Yishi Dong;Xiaoli Liu;Hong Chen
糖胺聚糖类似物化学组成和拓扑结构协同作用构建血液相容性高分子材料
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    63万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    刘小莉
  • 依托单位:
具有纤溶功能的新型小口径血管替代材料的构建
  • 批准号:
    21304062
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    刘小莉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金