课题基金 / 基金详情

新型多通道3D打印微环境响应仿生骨在牙周炎环境下种植体周围骨愈合中的作用和机制

批准号:
82071152
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
周延民
依托单位:
学科分类:
牙缺损、缺失修复及牙颌畸形的矫治
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
周延民

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
修复牙周炎患者的骨缺损是目前口腔种植领域面临的主要挑战。传统通过负载活性药物的骨支架,功能单一,难以达到理想的治疗效果。课题组前期通过3D打印技术制备了具有良好机械性能的活性骨支架,显著促进骨缺损愈合;在牙周炎治疗方面,也制备出具有抗炎抗菌作用的ZIF-8:Ce纳米粒子。本课题拟在前期基础上,利用多通道生物3D打印技术制备多梯度“仿生骨”;制备含干细胞和自体富血小板纤维蛋白的细胞墨水。设计pH响应释放ZIF-8:Ce抗菌抑炎层;优化多通道3D打印策略。从结构、机械强度和生物活性三方面进行“仿生骨”的制备,体外研究“仿生骨”对干细胞、巨噬细胞的影响;建立急性牙周炎伴种植体周围骨缺损的动物模型,体内验证“仿生骨”促进骨愈合的规律和机制。本课题从梯度结构,细胞治疗,智能释药的角度设计“仿生骨”为牙周炎患者的骨缺损治疗提供新方案,从免疫调控机制的角度为牙周炎状态下的骨再生提供理论依据。
英文摘要
Repairing bone defects in patients with periodontitis is still a major challenge in the field of oral implantation. Traditional bone scaffolds with active drugs have limited functions and it is difficult to achieve the desired therapeutic effect. In terms of bone regeneration, In our previous study, a bone scaffold composed of ceramic and polymer was fabricated through cryogenic 3D printing for repairing the bone defect, and it shows great potential in bone regeneration since it has good mechanical properties and sustainable peptide release profile; We also prepared ZIF- 8: Ce nanoparticles with therapeutic effect on periodontitis. In this proposal, we will prepare a multi-gradient "bionic bone" using multi-channel biological 3D printing technology. The "bionic bone" are designed to fabricate from cell inks containing cells and autologous platelet-rich fibrin and pH-responsive hydrogel which designed to release ZIF-8: Ce in a lower pH micro-environment. The optimized multi-channel 3D printing strategy for the "bionic bone" from three aspects of structure, mechanical strength, and biological activity. The effect of "bionic bone" on stem cells and macrophages was studied in vitro. An animal model of bone defect with acute periodontitis after immediate implant placement was established, and the function and mechanism of "bionic bone" to promote bone healing were verified in vivo. The structural design and optimization of bionic bone were more comprehensively considered from the perspective of gradient ordered structure, cell therapy, and smart drug release. This “bionic bone” propose a new solution for oral implantation in patients with periodontitis and bone defects, and to provide a theoretical basis for bone regeneration under the state of periodontitis from the perspective of immune regulation mechanisms.
本项目从骨组织的仿生的概念出发,设计了具有载细胞的多通道3D打印支架材料以期能够实现良好的骨愈合效果。通过项目研究,课题组研究设计,并制备了多种生物活性墨水,包括载有骨髓间充质干细胞(BMSCs)/骨髓来源的巨噬细胞(BMDM)墨水,以及载有MXene及BMSCs的抗菌成骨墨水,以及载有rGO/GelMA的粗神经分化能力的墨水,并通过以上墨水实现了生物3D打印并在不同条件下实现了骨再生效果。探究了活性生物支架的骨再生效果。此外课题组在研究过程中对MXene掺杂的支架材料的光热温和成骨成血管作用进行了深入的机制研究,证实掺杂Nb2C的TCP/PLGA支架材料可以通过激活温热成骨相关通路同时促进成血管-成骨。最后在探索梯度有序支架材料的方面,通过冰模板技术联合3D打印技术,制备了具有各向异性的支架材料,并证实该形貌机械信号可以通过激活YAP通路促进成骨。最后本项目的科学意义在于通过仿生骨组织工程与先进生物制造技术的结合,开创性地设计并制备了多功能载细胞3D打印支架材料,为骨缺损修复提供了全新的解决方案。
4D打印记忆聚合物支架的动态机械信号介导的Cav-1/YAP轴调控骨免疫促进颌骨再生的机制研究
  • 批准号:
    82371006
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    48万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    周延民
  • 依托单位:
慢性牙周炎致老年认知功能障碍机制的研究
  • 批准号:
    81570983
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    51.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    周延民
  • 依托单位:
钛种植体表面纳米锌抑菌改性的实验研究
  • 批准号:
    81141063
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    周延民
  • 依托单位:
纯钛种植体表面胺基等离子体活化及促进骨结合机理研究
  • 批准号:
    81070855
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    周延民
  • 依托单位:
国内基金
海外基金