神经血管化仿生骨膜原位诱导神经再生及神经-血管网络重建促进骨再生研究
批准号:
82072446
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
郭晓东
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
郭晓东
中文摘要
难治性骨缺损一直是骨科巨大挑战,植骨材料单独使用疗效不佳。国内外和本团队近年发现,天然骨膜富含的神经及神经血管网络,为启动和诱导骨再生提供了重要的微环境。而目前骨再生的研究多是从成骨/成血管角度,对神经调控成骨的重要性才初步认识,亦未构建出能原位诱导神经再生、重建神经血管网络的仿生骨膜。.本课题从神经、神经血管网络的角度研究成骨。在长期从事组织诱导材料原位诱导骨和神经再生的基础上,以源于天然的具有良好神经/血管再生活性的神经脱细胞基质和小肠粘膜下层脱细胞基质为基材,同轴电纺获得定向微纳纤维结构和更好力学强度,负载NGF、VEGF和特异性核酸适配体,获得能诱导内源性背根神经节神经纤维和血管内皮祖细胞靶向募集、定向迁移、定向分化的神经血管化仿生骨膜。.通过对神经再生、神经血管网络重建、神经-血管-骨交互对话机制的探讨,为原位诱导骨再生提供理想微环境,亦将丰富近年才起步的神经调控成骨的理论体系。
英文摘要
Refractory bone defects have always been a great challenge for orthopedics, and independent bone grafts can hardly achieve satisfactory effects to cure them. Domestic and international and our team have recently reported that the nerve and neurovascular network rich in natural periosteum can provide a crucial microenvironment for initiating and inducing bone regeneration. However, major of current studies on bone defect repair remain focused on osteogenesis/angiogenesis, but the importance of nerve on regulating osteogenesis is just preliminarily recognized, along with no constructed biomimetic periosteum able to induce in situ nerve regeneration and neuron-vascular network reconstruction.. Based on our long term researches on tissue inducing materials for in situ bone and nerve regeneration, this project focuses on investigating bone regeneration from the perspective of nerve and neuron-vascular networks. To develop an innovative neurovascularized biomimetic periosteum that can induce endogenous dorsal root ganglion fibers/endothelial progenitor cells targeted recruitment, directional migration and differentiation, natural decellularized nerve matrix with good neurogenesis activity and small intestinal submucosa with good angiogenesis activity are selected as substrates, which are then constructed by coaxial electrospinning to achieve an oriented micro-/nano- fiber structure with stronger mechanical strength, along with incorporation of NGF, VEGF and specific aptamers respectively.. By investigating the mechanism of nerve regeneration, neuron-vascular network reconstruction and cross-talks among nerve-vascular-bone, an ideal microenvironment is explored for inducing in situ bone regeneration, which will yet enrich the recently started theoretical system of neuroregulation on osteogenesis.
难治性骨缺损一直是骨科巨大挑战,植骨材料单独使用疗效不佳。国内外和本团队近年发现,天然骨膜富含的神经及神经血管网络,为启动和诱导骨再生提供了重要的微环境。而目前骨再生的研究多是从成骨/成血管角度,对神经调控成骨的重要性才初步认识,亦未构建出能原位诱导神经再生、重建神经血管网络的仿生骨膜。.因此,本课题从神经、神经血管网络的角度研究成骨。在长期从事组织诱导材料原位诱导骨和神经再生的基础上,以源于天然的具有良好神经/血管再生活性的神经脱细胞基质和小肠粘膜下层脱细胞基质为基材,同轴电纺获得定向微纳纤维结构和更好力学强度,负载NGF、VEGF和特异性核酸适配体,获得能诱导内源性背根神经节神经纤维和血管内皮祖细胞靶向募集、定向迁移、定向分化的神经血管化仿生骨膜。.结果表明,团队同轴电纺出DNM/PCL、SIS/PCL仿生骨膜并对结构参数进行了优化,在保留SIS、DNM生物学活性的同时,获得定向有序微纳纤维结构和更好的力学强度。将仿生骨膜应用于体内骨再生,动物实验证明骨膜不仅可以明显促进成骨成血管,还可以诱导感觉神经再生,有效促进大鼠颅骨缺损的修复。团队制备的仿生骨膜不仅可以直接覆盖于植骨材料表面,促进难治性骨缺损的修复。将来还可与脱钙骨基质等成骨材料复合,通过3D生物打印构建具有微纳梯度结构的大块神经血管化仿生骨材料,更好地修复难治性骨缺损。.这一创新的设计思路,不仅将原位诱导神经再生、重建神经-血管网络,为原位诱导骨再生提供理想微环境,在一定程度上解决难治性骨缺损瓶颈背后的核心科学问题;而且,本课题对神经再生、神经-血管-骨交互对话机制的深入探讨,亦可能丰富目前尚处于起步阶段的神经调控成骨的理论体系。
在体CRISPRa基因编辑诱导神经再生及神经肽分泌启动感染性骨缺损内源性骨再生研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:郭晓东
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依托单位:
神经血管化仿生骨膜原位诱导神经再生及神经-血管网络重建促进骨再生研究
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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:郭晓东
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依托单位:
生物磁性打印构建有序微纳分级仿生基质材料诱导内源性骨再生研究
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批准号:81873999
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项目类别:面上项目
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资助金额:57.0万元
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批准年份:2018
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负责人:郭晓东
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依托单位:
新型生物活性墨水原位打印原位诱导骨再生研究
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批准号:81672158
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2016
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负责人:郭晓东
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依托单位:
纳米骨浆结合多喷嘴低温打印技术构建血管化骨诱导材料修复难治性骨缺损
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批准号:81371939
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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:2013
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负责人:郭晓东
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依托单位:
骨形态发生蛋白2、7小分子活性肽的筛选优化及其仿生骨修复材料的研制
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批准号:81171684
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2011
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负责人:郭晓东
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依托单位:
计算机辅助骨形态发生蛋白2小分子活性药物的设计、筛选及其成药性研究
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批准号:30973027
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项目类别:面上项目
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资助金额:25.0万元
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批准年份:2009
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负责人:郭晓东
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依托单位:
载骨形态发生蛋白2活性肽的纳米仿生骨基质材料的研制
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批准号:30470483
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项目类别:面上项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2004
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负责人:郭晓东
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依托单位:
载基因仿生基质材料对骨髓基质干细胞定向分化的调控
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批准号:30200063
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2002
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负责人:郭晓东
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依托单位:
国内基金
海外基金