课题基金 / 基金详情

基于抗蛋白吸附及免疫调控双重机制的抗异物反应涂层研究

批准号:
52103188
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张鹏
依托单位:
学科分类:
生物医用有机高分子材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张鹏

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
异物反应是可植入生物材料在应用中所面临的重大挑战,如何构建表面涂层以有效防止异物反应仍然是植入式医疗器械研发过程中难以解决的关键问题。针对异物反应发生过程机理,本项目创新性的提出了将抗蛋白吸附机理与主动免疫调控机制相结合的策略,通过涂层材料结构设计实现两种机制的协同,达到在实际应用场景下对植入物异物反应的抑制。项目依托超声喷涂技术平台,将探索制备具有自主创新特点的混合电荷聚电解质抗吸附凝胶涂层,并在涂层当中集成免疫细胞调控功能基团。系统研究材料组成结构对涂层抗蛋白吸附能力的影响;探究免疫调控涂层与免疫细胞之间的作用机制;在动物模型中评价涂层的抗异物反应能力,并以连续型血糖监测仪为模型植入器械,评价新型涂层技术的转化应用前景。
英文摘要
Foreign body response is a major challenge in the application of implantable biomaterials. How to construct a surface coating to effectively prevent foreign body response remains as a key problem in the development of implantable medical devices. Herein, we propose a novel strategy to resist foreign body response in actual application scenarios by synergistically combining anti-protein adsorption and immunomodulation mechanisms in a stable surface hydrogel coating. Based on an ultrasonic spray technology platform, the study will build an innovative mixed-charge polyelectrolyte anti-adsorption gel coating, integrating immune cell modulatory functional groups; systematically investigate the effects of material composition on the anti-protein adsorption property of the coating; explore the mechanism of action between the immune modulatory coating and immune cells; evaluate the resistance of foreign body response by the coating in an animal model; and use a continuous blood glucose monitor as a model device to evaluate the translational potential of the new technology.
异物反应是生物医用材料领域中的一个关键基础性问题,具体指的是材料植入人体后引发的复杂免疫级联反应。该反应通常导致植入物周围形成致密的纤维囊,进而阻碍电、化学和光学等信号的传递。对植入材料进行分子设计可以有效减轻由植入物植入所引发的异物反应,从而提升植入式医疗器械的安全性和疗效。理解异物反应的内在生物学机制,可以为新一代的生物相容性医疗器械的设计提供重要的科学依据。在本项目中,我们针对不同的材料应用场景开发了多种抗异物反应材料,为新一代生物相容性医疗器械的开发提供的全新的策略和材料选择。一方面,我们开发了两个新型抗异物反应涂层技术。利用可工业化生产的超声喷涂技术构建抗异物反应聚电解质涂层,该技术具有精细调控涂层组分的能力,同时具备高效的构建效率,是对现有抗异物反应涂层构建方法的进一步优化。利用天然白蛋白作为抗异物反应材料构建涂层的方法简单有效,有实现工业化生产和临床应用的前景,是对现有抗异物反应涂层材料的进一步拓展。另一方面,我们也开发了三种免涂层抗异物反应弹性体材料以克服传统涂层技术的不足之处。能够原位生成两性离子表面层的弹性体材料避免了复杂的涂层构建过程,只需要简单的化学触发就可以在表面原位生成抗异物反应层。具有本征免疫相容性的EVADE弹性体材料则更进一步,不需要表面涂层和其他处理。PURE弹性体在前一个工作的基础上,通过分子结构设计实现水诱导相重构行为,进一步提高表面免疫相容性并兼具良好的本体弹性。在生物学机制方面,我们在研究EVADE弹性体的过程中发现影响异物反应过程的关键蛋白:S100A8/A9,对该蛋白表达的抑制或基因敲除显著降低了植入物的异物反应,表明这是一个降低植入物异物反应的全新靶点。本项目能够为新一代生物相容性植入式医疗器械提供全新的材料选择,也为深入理解异物反应的内在机理提供数据参考。
免疫相容性可植入生物材料及表界面研究
  • 批准号:
    R25E030018
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
用于代谢病治疗的新型酶包载微球递送系统研究
  • 批准号:
    LHDMZ22H300011
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
基于多元无规序构的无免疫原性高分子-蛋白偶联药物研究
  • 批准号:
    22175152
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    61万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
基于抗蛋白吸附及免疫调控双重机制的抗异物反应涂层研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    30万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    张鹏
  • 依托单位:
国内基金
海外基金