课题基金 / 基金详情

可调控响应性多功能抗菌表面的构建及其作用机制研究

批准号:
52073024
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
段顺
依托单位:
学科分类:
新概念材料
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
段顺

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
植介入医疗器械使用过程中造成的感染是目前临床上的常见问题,给患者带来痛苦和经济负担,严重的情况下甚至导致死亡。常规的抗菌医用材料存在抗菌效率不足、失效快、功能单一等局限,从而影响了医疗器械性能的发挥。针对这些问题,本项目提出构建可调控响应性多功能抗菌表面的新概念,赋予医疗器械表面抗菌性能的同时提升其疾病治疗性能。采用响应性化学键改性天然多糖,合成具有高效抗菌性能的天然多糖衍生物,并结合生物活性分子进行修饰,提升其疾病治疗能力。基于天然多糖衍生物,利用化学方法进行可调控响应性多功能抗菌表面的构建。通过微生物学、细胞生物学、分子生物学和动物实验对其抗感染性能和疾病治疗性能进行综合评价,探索其构效关系和作用机制。通过本项目的研究,有望获得具有良好抗菌性能及治疗功能的多功能化医疗器械表面,为新型抗菌材料的设计、构建与优化提供理论依据,为突破我国医疗器械领域技术瓶颈提供新的策略与技术基础。
英文摘要
Medical device-induced infection is a severe problem in clinical practice, which induces significant suffering, treatment costs, and even mortality. Traditional antibacterial materials have several disadvantages, such as low efficiency, short life time, and limited functions, which have negative effects on the performances of biomedical devices. To solve these problems, this project proposes a novel concept of controllable responsive multifunctional antibacterial surfaces, which could promote the antibacterial and therapeutic properties. Natural polysaccharides will be modified with antibacterial components via responsive chemical bonds, and further functionalized by bioactive components to synthesized multifunctional polysaccharide derivatives. Controllable responsive multifunctional antibacterial surfaces will be constructed based on the polysaccharide derivatives via chemical conjugation technology. The anti-infection and therapeutic performances will be comprehensively evaluated by microbiological, cellular biological, molecular biological and animal experiments. The relationship between chemical structures and biological performances will be studied, and the acting mechanisms of multifunctional antibacterial surfaces will be explored. By this project, a series of novel medical device surfaces with highly antibacterial and therapeutic efficiencies will be acquired, which will provide theoretical guidance to break through barriers in the development of medical devices.
本项目针对感染性疾病及医疗器械相关的医源性感染问题,围绕传统抗菌材料毒性高、耐药风险大、作用时效短等局限性,开发了具有感染微环境自发响应性的高分子材料,并拓展至真菌、病毒等多类病原体,以提升医疗器械的抗感染能力和治疗效果。研究采用“结构优化-功能集成-响应调控”的策略,结合天然高分子材料,系统构建了一系列自发响应型抗菌涂层、光响应水凝胶及感染微环境触发释放的纳米颗粒。通过精准调控材料的分子结构,实现了针对病原体的选择性杀菌,降低了对哺乳动物细胞的毒性风险,同时优化抗菌剂的释放策略,以增强抗菌持久性和降低耐药性风险。项目提出了基于生物活性组分精准调控的策略,使材料在具备广谱抗菌功能的同时,能够促进组织修复,并提升医疗器械的治疗性能。此外,研究发展了非溶出型抗菌材料,并推动其在医用导管、长效抗菌涂层、消毒液及熔喷布等领域的产业化应用。在材料构建方面,本项目基于天然多糖的高生物相容性和可调控修饰特性,引入pH响应和光敏感等动态调控机制,使材料在感染微环境中能够自适应释放抗菌剂,实现按需治疗,同时避免无效释放导致的生物毒性问题,使材料能够在不同临床场景中发挥抗菌和生物活性功能。在抗菌作用机制上,研究不仅关注抗菌剂的释放调控,还引入了物理、化学和生物多模式协同抗菌策略,如光热杀菌、抗菌肽修饰及表面结构优化,从而有效抑制细菌生物膜的形成,并减少耐药菌株的产生。在产业化应用方面,项目突破了传统抗菌涂层易溶出、作用时效短、难以适配不同医疗器械表面的瓶颈,发展了稳定且可规模化制备的非溶出型抗菌材料,使其适用于医用导管等产品。本项目在抗菌材料的理论体系、功能设计及应用转化方面取得了重要突破,为未来开发高效、安全、可控释放的抗菌材料提供了全新的研究思路,也为医疗器械的抗感染改性和功能化设计提供了坚实的技术支撑。
基于天然多糖—阳离子多肽协同抗病毒策略的纳米功能材料构建及其机制研究
  • 批准号:
    52573149
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    段顺
  • 依托单位:
具有负载核酸复合体及表面抗菌功能的骨组织工程支架的构建及其作用机制研究
  • 批准号:
    51873012
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    段顺
  • 依托单位:
新型多羟基超支化非病毒基因载体的构建及其在引导骨组织再生材料中应用的初步研究
  • 批准号:
    51403010
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    段顺
  • 依托单位:
国内基金
海外基金