钛合金表面羟基磷灰石涂层负载微小RNA诱导成骨机制的研究
批准号:
31370970
项目类别:
面上项目
资助金额:
83.0 万元
负责人:
杨贤金
依托单位:
学科分类:
生物材料与生物效应
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘运德、鲍会静、张鑫明、孟玉斌、张学斌、黄明起、霍志晓、于晓旭
中文摘要
羟基磷灰石(HA)因其与骨相似的成份及良好的生物相容性,已被广泛用于钛合金骨科器械的表面改性。对于骨代谢失衡的骨质疏松骨折病人,需改善HA涂层的骨诱导性以促进骨折的愈合。目前对HA涂层的骨传导及诱导的研究多集中在观察蛋白的表达,但很少深层次关注对蛋白表达起调节作用的微小RNA(miRNA)。本项目针对与BMP/Smad和Wnt/β-catenin信号通路密切相关的miRNA,首先通过体外细胞实验明确HA涂层对相关miRNA表达的调节作用;在此基础上,以微流体技术筛选miRNA及其组合以期改善HA涂层的骨诱导性。基于上述结果,采用纳米微囊包覆技术将miRNA与HA涂层复合,通过调整涂层组成和微囊结构控制miRNA的响应性释放,进一步开展动物实验评价复合miRNA的HA涂层促进骨修复的效果,并针对前述信号通路阐明miRNA诱导成骨的作用机制。
英文摘要
Hydroxyapatite (HA) has been widely used for coating titanium alloy surface because of its similar mechanical properties to natural bone and good biocompatibility. Due to the unbalancing of bone formation and bone resoprtion in osteoporosis patients, it is necessary to improve the osteoinductivity of HA coating for promoting osteoporotic fracture healing. Most of studies on the osteoconductivity and osteoinductivity of HA is focusing on expression levels of some bone molecules, but little attention has been paid on micro-RNAs those regulating multiple signaling pathways within bone cells. In this project, the relationship between HA and miRNAs those regulating BMP/Smad and Wnt/β-catenin signaling pathways will be indentified. Furthermore, osteoinductivity of HA coating will be improved by optimizing the miRNAs and their combination with micro-fluid technology. Finally, the optimized miRNAs will be encapsulated in nanogel and loaded on HA coating. The miRNAs will be released by controlling the degradation rate of nanogel. The osteoinductivity of miRNAs combined with HA coating will be evaluated on osteoporotic rat model. The possible mechanism of miRNAs regulating BMP/Smad and Wnt/β-catenin signaling pathways will be explored.
羟基磷灰石(HA)因其与骨相似的成份及良好的生物相容性,已被广泛用于钛合金骨科器械的表面改性。对于骨代谢失衡的骨质疏松骨折病人,需改善HA涂层的骨诱导性以促进骨折的愈合。目前对HA涂层的骨传导及诱导的研究多集中在观察蛋白的表达,但很少深层次关注对蛋白表达起调节作用的微小RNA(miRNA)。本项目针对与成骨信号通路密切相关的2种miRNA:miRNA21和miRNA29b,首先通过体外细胞实验研究了miRNA21通过调节beta-catenin信号通路促进成骨。在此基础上,采用纳米微囊包覆技术分别将miRNA21、miRNA29b负载于钛合金表面,通过体外细胞实验评价其成骨活性;并进一步与HA涂层复合,通过调整涂层组成和微囊结构控制miRNA的响应性释放,进一步开展动物实验评价复合miRNA 的HA涂层促进骨修复的效果,结果显示该复合涂层可加速植入物与骨组织的界面成骨,促进骨折的快速愈合。
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Synthesis, Characterization, and Biological Evaluation of Nanostructured Hydroxyapatite with Different Dimensions.
不同尺寸纳米结构羟基磷灰石的合成、表征及生物学评价
DOI:
10.3390/nano7020038
发表时间:
2017-02-15
期刊:
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
影响因子:
--
作者:
[Geng Z, Yuan Q, Zhuo X, Li Z, Cui Z, Zhu S, Liang Y, Liu Y, Bao H, Li X, Huo Q, Yang X]
通讯作者:
Yang X
Effects of both Sr and Mg substitution on compositions of biphasic calcium phosphate derived from hydrothermal method
Sr和Mg同时取代对水热法双相磷酸钙成分的影响
DOI:
10.1111/ijac.12771
发表时间:
2018
期刊:
International Journal of Applied Ceramic Technology
影响因子:
2.1
作者:
[Xu Yiming, Geng Zhen, Gao Zhonghui, Zhuo Xianglong, Li Bing, Cui Zhenduo, Zhu Shengli, Liang Yanqin, Li Zhaoyang, Yang Xianjin]
通讯作者:
Yang Xianjin
Synthesis, characterization and biological evaluation of strontium/magnesium-co-substituted hydroxyapatite
锶/镁共取代羟基磷灰石的合成、表征及生物学评价
DOI:
10.1177/0885328216633892
发表时间:
2016-07-01
期刊:
JOURNAL OF BIOMATERIALS APPLICATIONS
影响因子:
2.9
作者:
[Geng, Zhen, Wang, Renfeng, Yang, Xianjin]
通讯作者:
Yang, Xianjin
Surface Functionalization of Titanium Alloy with miR-29b Nanocapsules To Enhance Bone Regeneration
miR-29b 纳米胶囊对钛合金进行表面功能化以增强骨再生
DOI:
10.1021/acsami.5b10650
发表时间:
2016
期刊:
Acs Applied Materials & Interfaces
影响因子:
9.5
作者:
[Meng Yubin, Li Xue, Li Zhaoyang, Liu Chaoyong, Zhao Jin, Wang Jianwei, Liu Yunde, Yuan Xubo, Cui Zhenduo, Yang Xianjin]
通讯作者:
Yang Xianjin
microRNA-21 promotes osteogenic differentiation of mesenchymal stem cells by the PI3K/-catenin pathway
microRNA-21通过PI3K/-catenin途径促进间充质干细胞的成骨分化
DOI:
10.1002/jor.22884
发表时间:
2015-07-01
期刊:
JOURNAL OF ORTHOPAEDIC RESEARCH
影响因子:
2.8
作者:
[Meng, Yu-Bin, Li, Xue, Yang, Xian-Jin]
通讯作者:
Yang, Xian-Jin
共 10 条
TiO2纳米管表面制备Ag-SnSe-CNT功能层的机理与光催化性能
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批准号:51172159
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2011
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负责人:杨贤金
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依托单位:
NiTi形状记忆合金表面仿生生长HA/胶原生物活性层的研究
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批准号:50471048
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2004
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负责人:杨贤金
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依托单位:
镍钛形状记忆合金生物活性化表面工程的研究
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批准号:59971032
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:1999
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负责人:杨贤金
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依托单位:
形状记忆合金--高分子机械电变换复合材料
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批准号:59481004
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:1994
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负责人:杨贤金
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依托单位:
国内基金
海外基金