课题基金 / 基金详情

促腱骨愈合的材料学因素及调控机制研究

批准号:
32071330
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
林海
依托单位:
学科分类:
生物材料与生物效应
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
林海

项目摘要

结项摘要

林海的其他基金

相似基金

相关文献

中文摘要
韧带、肌腱由于其独特的组成与结构而缺乏自愈能力,韧带、肌腱损伤通常需要手术重建且康复周期较长,而腱骨愈合是实现成功重建的关键之一。韧带起止点在细胞类型、基质成分、组织结构与力学性能等方面都存在梯度变化特征,其修复再生涉及多种材料学因素。本项目拟针对目前临床广泛应用的自体肌腱移植物和具有理想重建潜能的组织诱导性人工韧带移植物,设计并制备多种形式的促腱骨愈合材料,包括可注射钙磷陶瓷、负载钙磷陶瓷电纺膜和具有定向排列特征的胶原纤维支架材料,通过系统的制备工艺与性能表征明确其构效关系;通过体外培养筛选促腱骨愈合的关键材料学因素,进一步通过体内实验验证材料的促腱骨愈合效果,并优化其应用方式;在分子和亚分子水平设计材料与细胞的相互作用,探讨胶原特定序列和结构特征、钙磷陶瓷理化参数对于细胞行为的影响及调控方法,初步阐述材料与细胞作用的分子机制,为进一步指导促腱骨愈合材料的优化升级和临床应用奠定基础。
英文摘要
Ligament and tendon (LT) have very limited self-healing capacity owing to their unique components and structure. Generally, the LT injuries need surgery to regenerate or repair, and long rehabilitation duration. The ligament/tendon-bone (LT-B) healing is vital to the successful regeneration. The ligament enthesis exhibits gradations in cell phenotype, matrix composition, tissue organization and mechanical properties, involving multiple material factors during the regeneration. In this program, two different ligament implants, including autologous tendon transplantation which is widely applied in clinic and tissue inducing artificial ligament implant which is potential in the future, are considered for designing and preparing of LT-B healing implants. Injectable calcium phosphate ceramic, calcium phosphate ceramic-loaded electro-spinning membrane and collagen scaffold based on aligned filaments will be developed and optimized to achieve specific structure-performance relationships. The key material factors will be screened and filtered via in vitro cell culture. The accelerating effect of LT-B healing implants will be tested and verified in vivo, and the application methods will be optimized at the same time. The influence of material factors on cell will be studied on both molecule and sub-molecule levels, including collagen with specific primary and secondary structures and calcium phosphate ceramic with certain physicochemical parameters. Meanwhile, the regulate approaches and control methods on cell behaviors via material factors will be expected. Finally, the preliminary molecule mechanism will be stated, which will direct the further optimization and update of LT-B healing implants and solidify the foundation for potential clinical application.
韧带、肌腱由于独特的组成与结构而缺乏自愈能力,其损伤通常需要手术重建且康复周期较长,而腱骨愈合是实现成功重建的关键之一。本项目利用不同材料设计并构建可注射羟基磷灰石、可塑型钙磷陶瓷和胶原基复合水凝胶等多种形式的促腱骨愈合材料,通过工艺优化与性能表征初步明确了材料组成与结构对其性能的决定性作用;通过体外培养研究不同材料体系对于成骨、成软骨、成腱的不同作用,初步明确促成骨表达在腱骨愈合过程中的重要角色,因此胶原(含重组人源化胶原)和羟基磷灰石由于可以很好的调控细胞粘附、迁移、增殖和分化等生物学行为而成为促腱骨愈合过程中的关键材料因素;进一步通过不同的动物组织损伤模型,验证不同材料体系的生物安全性,且探讨成骨、成软骨、成腱等不同作用在腱骨愈合中的重要程度,从而为设计最理想的腱骨愈合材料奠定基础。研究结果表明,采用透明质酸和胶原均可以制备具有良好均匀性和稳定性的可注射羟基磷灰石,而胶原作为载体时可以更好的调控细胞迁移和长入,细胞实验验证其可以更好的促进成骨基因的表达,有更好的成骨基质沉积,犬ACL重建动物实验证实可注射羟基磷灰石应用于骨道后可以形成类似于天然腱骨界面的移行结构,表明具有良好的促进腱骨融合效果。采用PLCL-PLLA体系作为载体构建的具有热塑型性钙磷陶瓷产品则通过牙槽骨损伤的模型研究了其对于成骨的作用,并进一步探讨了将其用于ACL重建等腱骨愈合场景的可行性。以胶原为主要成分构建具有定向排列特征的纤维支架在软骨、肩袖和跟腱损伤模型中均表现出良好的组织诱导性能,纤维可以引导细胞定向粘附、铺展、迁移和增殖,进而分泌并形成定向排列的细胞外基质,最终形成较好的组织修复效果。通过上述不同材料体系和不同组织损伤模型,利用分子生物学手段进一步探索了胶原特定功能区序列和钙磷陶瓷理化参数对于材料与细胞相互作用的影响和内在规律,初步阐述材料与细胞作用的分子机制,为指导促腱骨愈合材料的优化升级和临床应用奠定基础。
重组胶原蛋白评价体系构建及功能作用机制研究
  • 批准号:
    32371399
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    林海
  • 依托单位:
软骨诱导性天然高分子非匀质水凝胶的构建及诱导机制研究
  • 批准号:
    51403134
  • 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:
    林海
  • 依托单位:
国内基金
海外基金