负载二甲双胍的可注射人牙周膜干细胞-磷酸钙骨水泥支架修复牙周组织及相关机制的研究
批准号:
82071144
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
白玉兴
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:
白玉兴
中文摘要
牙周组织缺损是正畸并发症之一,损害口腔和全身健康。种植牙周膜干细胞(hPDLSC)的组织工程支架是牙周组织修复的研究热点。目前多数研究将hPDLSC种植于支架表面,支架的组织修复能力受限。开发内部封装hPDLSC且机械强度良好的组织工程支架可增加组织修复效率。前期研究表明磷酸钙骨水泥(CPC)-藻酸盐水凝胶是能封装细胞且机械强度良好的可注射支架材料。研究还证明二甲双胍可促进hPDLSC的成骨向分化,然而二甲双胍摄取及作用机制未完全阐明。我们推测用CPC-藻酸盐水凝胶封装hPDLSC并将二甲双胍负载于支架,可构建高效、机械强度良好的可注射牙周组织工程支架。本项目拟评估负载二甲双胍的可注射hPDLSC-CPC支架的牙周组织修复能力,并探索有机阳离子转运蛋白和细胞外信号调节激酶1/2通路在二甲双胍调节hPDLSC成骨和成牙骨质过程中的机制。本项目将开发新型牙周组织工程支架,为牙周再生提供新思路。
英文摘要
Periodontal tissue defect, a complication of orthodontic treatment, will impair oral and general health. Tissue engineering scaffold seeded with human periodontal ligament stem cells (hPDLSCs) is a hot research point in periodontal tissue regeneration area. In most studies,hPDLSCs were seeded on the surface of scaffolds. This restricted the efficiency of scaffolds. Developing hPDLSC-encapsulating scaffolds with good mechanical strength will increase the efficiency of periodontal regeneration. Our previous study demonstrated that calcium phosphate cement (CPC)-alginate hydrogel can encapsulate seed cells and has proper mechanical strength. Our another study indicated that metformin can induce the osteodifferentiation of hPDLSC, but the mechanism of metformin intake and effect was not totally clarified. Thus, we infer that an effective and injectable periodontal tissue engineering scaffold with well mechanical strength can be formed if we use CPC-hydrogel to lade hPDLSC and add metformin into the scaffold. Our project aims to investigate the periodontal regeneration ability of injectable metformin-hPDLSC-CPC scaffolds. And we will also investigate the mechanism of organic cation transporter and extracellular signal-regulated kinase 1/2 signaling pathway in the process that metformin effects the osteogenic differentiation and cementogenic differentiation of hPDLSCs. This project will develop a new periodontal tissue engineering scaffold and provide novel ideas to periodontal regeneration.
【背景】牙周组织缺损是正畸并发症之一,损害口腔和全身健康。种植牙周膜干细胞的组织工程支架是牙周组织修复的研究热点。目前多数研究将牙周膜干细胞种植于支架表面,支架的组织修复能力受限。本研究构建了一种具备一定机械强度、适用于牙周组织修复的新型可注射负载牙周膜干细胞的支架,并在支架中负载具备促进成骨能力的II型糖尿病药物二甲双胍以进一步提高支架的牙周组织修复能力同时探索相关机制。【方法】本研究通过联合应用负载牙周膜干细胞的水凝胶纤维,磷酸钙骨水泥及二甲双胍构建了新型牙周组织工程支架。同时探索阳离子转运体(OCT)及细胞外调节蛋白激酶(ERK1/2)通路在二甲双胍促进牙周膜干细胞成骨及成牙骨质中发挥的作用。【结果】1)本研究所构建的支架具备良好的机械性能、可注射性、多孔结构、药物释放性能及体内外成骨能力,支架内负载的二甲双胍可以进一步促进体内的骨和血管新生。2)当牙周膜干细胞中OCT受到抑制后,二甲双胍摄取量下降且二甲双胍诱导成骨及成牙骨质相关的细胞作用也会部分被抑制。3)二甲双胍可以提升细胞内ERK1/2的磷酸化水平,MEK1/2抑制剂能降低二甲双胍对牙周膜干细胞成骨相关基因及蛋白水平的上调作用。【结论】1)负载二甲双胍的可注射人牙周膜干细胞-磷酸钙骨水泥支架有望成为进一步提升骨修复效率的新型牙周组织工程支架。2)OCT在hPDLSCs摄取二甲双胍过程中发挥了重要作用。3)二甲双胍对hPDLSCs的成骨诱导作用和成牙骨质诱导作用可能通过或部分通过ERK1/2通路实现。
负载二甲双胍的可注射人牙周膜干细胞-磷酸钙骨水泥支架修复牙周组织及相关机制的研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:55万元
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批准年份:2020
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负责人:白玉兴
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依托单位:
正畸热压膜材料口腔环境老化机制研究
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批准号:81470779
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2014
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负责人:白玉兴
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依托单位:
无托槽隐形矫治用热压膜材料性能的研究
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批准号:81271184
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2012
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负责人:白玉兴
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依托单位:
Asporin基因在自体牙移植骨性粘连发生机制中的研究
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批准号:81041021
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2010
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负责人:白玉兴
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依托单位:
无托槽隐形矫治微型测力系统的建立与实验研究
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批准号:30872914
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项目类别:面上项目
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资助金额:31.0万元
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批准年份:2008
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负责人:白玉兴
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依托单位:
无托槽隐形矫治技术生物力学机制的研究
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批准号:30772453
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2007
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负责人:白玉兴
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依托单位:
正畸牙根吸收的生物力学机制及Micro CT-三维形态学实验研究
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批准号:10672109
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项目类别:面上项目
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资助金额:29.0万元
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批准年份:2006
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负责人:白玉兴
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依托单位:
龈沟液中牙本质与牙骨质蛋白的表达在正畸牙根吸收发生机制中作用的研究
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批准号:30350008
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2003
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负责人:白玉兴
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依托单位:
国内基金
海外基金