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骨仿生材料的纳米结构对机体免疫微环境的影响和调控作用
结题报告
批准号:
81571815
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘燕
依托单位:
学科分类:
H2809.医用生物材料与仿生材料
结题年份:
2019
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
寇晓星、王雪东、罗青、何丹青、刘帅、孙玥
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中文摘要
传统骨生物材料的设计仅注重对成骨细胞的正向调节作用,而忽视了免疫细胞在骨修复过程中对成骨的重要调节作用。生物材料植入机体后,巨噬细胞作为固有免疫系统最重要的免疫细胞被首先招摹到植入部位。研究表明,巨噬细胞在骨生物材料所激活的免疫反应中起重要作用。近年来,生物仿生材料成为骨组织工程的研究热点,然而,关于仿生材料如何影响体内局部免疫微环境从而诱导骨缺损区域再生的机制尚无报道。本课题组在前期的研究中,通过生物模拟组装了一种与天然骨具有一致等级结构的矿化胶原,其对骨缺损的再生效果明显优于传统无等级结构的矿化胶原。本项目拟在前期的研究基础上,探讨不同矿化胶原与体内局部免疫微环境相互作用,尤其是对M1/M2型巨噬细胞极化的影响;并通过调节免疫微环境来促进矿化胶原对骨缺损的修复效果。本项目有望发现一种新的材料诱导骨修复机制,为骨替代材料的设计提供新理念,为临床骨缺损修复提供新材料。
英文摘要
Traditional bone biomaterial design focuses on the positive regulatory effect of the osteoblasts, yet ignoring the important regulatory role of immune cells in the osteogenesis during bone repair process. After implantation of biological materials in vivo, macrophages as the most important immune cells in innate immune system are first recruited to the implant site. Previous studies have shown that macrophages play an important role in bone biomaterial-activated immune response. In recent years, biomimetic materials is becoming a hot topic of bone tissue engineering. However, the mechanism of how biomimetic materials influence local immune microenvironment to induce regeneration of bone defect regions is not reported. In our previous studies, hierarchical mineralized collagen fabricated through a biomimetic assembling approach, exhibits similar hierarchical nanostructure to natural bone and improves bone regeneration compared to non-hierarchical mineralized collagen. On the basis of previous research, we plan to explore interactions between different mineralized collagen and immunological microenvironment in vivo, especially on M1 / M2 macrophages polarization; and to promote bone regeneration by regulating the immune microenvironment in this project. This project is targeted to find a novel mechanism promoting materials to induce bone regeneration, to provide a new idea for the design of bone substitutes, and therefore to provide a new material for clinical bone defect repair.
传统骨生物材料的设计仅注重对成骨细胞的正向调节作用,而忽视了免疫细胞在骨修复过程中对成骨的重要调节作用。生物材料植入机体后,巨噬细胞作为固有免疫系统最重要的免疫 细胞被首先招摹到植入部位。研究表明,巨噬细胞在骨生物材料所激活的免疫反应中起重要作用。近年来,生物仿生材料成为骨组织工程的研究热点,然而,关于仿生材料如何影响体内局 部免疫微环境从而诱导骨缺损区域再生的机制尚无报道。本课题组在前期的研究中,通过生物模拟组装了一种与天然骨具有一致等级结构的矿化胶原,其对骨缺损的再生效果明显优于传统无等级结构的矿化胶原。本项目在前期的研究基础上,探讨了不同矿化胶原与体内局部免疫微环境相互作用,尤其是对M1/M2型巨噬细胞极化的影响;发现仿生矿化胶原可以调节巨噬细胞向M2型极化,并分泌IL-4促进干细胞的成骨向分化和矿化胶原对骨缺损的修复效果。本项目发现一种新的材料诱导内源性骨再生的机制,为骨替代材料的设计提供新理念,为临床骨缺损修复提供新材料。
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
Thermodynamically Controlled Self-Assembly of Hierarchically Staggered Architecture as an Osteoinductive Alternative to Bone Autografts
热力学控制的分层交错结构自组装作为自体骨移植物的骨诱导替代方案(IF:18.808)
DOI:10.1002/adfm.201806445
发表时间:2019-03-07
期刊:ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS
影响因子:19
作者:Liu, Yan;Luo, Dan;Zhou, Yanheng
通讯作者:Zhou, Yanheng
Dual Function of Magnesium in Bone Biomineralization
镁在骨生物矿化中的双重功能
DOI:10.1002/adhm.201901030
发表时间:2019-10-04
期刊:ADVANCED HEALTHCARE MATERIALS
影响因子:10
作者:Zhang, Jinglun;Tang, Lin;Zhang, Yufeng
通讯作者:Zhang, Yufeng
Biocompatibility of magnetic resonance imaging nanoprobes improved by transformable gadolinium oxide nanocoils (IF:14.357)
可变形氧化钆纳米线圈改善磁共振成像纳米探针的生物相容性(IF:14.357)
DOI:--
发表时间:2018
期刊:J Am Chem Soc
影响因子:--
作者:Luo D;Cui SJ;Liu Y;Shi CY;Zhang T;Wang T
通讯作者:Wang T
A precisely assembled carbon source to synthesize fluorescent carbon quantum dots for sensing probes and bioimaging agents (IF:5.16)
精确组装的碳源,用于合成用于传感探针和生物成像剂的荧光碳量子点(IF:5.16)
DOI:10.1002/chem.201705310
发表时间:2018
期刊:Chem Eur J
影响因子:--
作者:Qiao YQ;Luo D;Yu M;Zhang T;Cao XP;Zhou YH;Liu Y
通讯作者:Liu Y
DOI:--
发表时间:2016
期刊:Small
影响因子:13.3
作者:Liu Y;Luo D;Wang T
通讯作者:Wang T
无机抗菌纳米线-胶原多级组装仿生支架材料调控免疫炎症微环境并修复感染性骨缺损的研究
  • 批准号:
    82230030
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    261万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    刘燕
  • 依托单位:
基于仿生矿化胶原的内源性骨再生与骨免疫调控机制的研究
  • 批准号:
    81871492
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘燕
  • 依托单位:
分极化Col/n-HA微球引导牙槽骨再生的研究
  • 批准号:
    81201198
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    刘燕
  • 依托单位:
基于移动车辆的城市感知信息收集关键技术研究
  • 批准号:
    61073014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    12.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    刘燕
  • 依托单位:
资助《数学进展》期刊
  • 批准号:
    10941003
  • 项目类别:
    专项基金项目
  • 资助金额:
    4.5万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    刘燕
  • 依托单位:
国内基金
海外基金