掺锂微孔化的3D全多孔聚醚醚酮通过调控巨噬细胞免疫微环境促进骨缺损修复的机制研究
批准号:
82102539
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:
刘伟
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织医用材料
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘伟
中文摘要
从免疫调控角度出发对生物材料进行改性,营造利于骨修复的免疫微环境,最终提高材料的骨缺损修复能力是近期骨修复材料的研究热点。但以低弹性模量的材料为研究对象且同时对材料的结构和成分进行改性,从而营造促成骨的免疫微环境,以达到“免疫成骨”效应的研究鲜有。本研究拟以具有力学优势但因成骨活性差而限制其广泛使用的聚醚醚酮(PEEK)为研究对象,在制备内部孔隙连通的3D全多孔PEEK的前提下对其进行结构及成分改性,制备具有“直接成骨”及“免疫成骨”效应的掺锂微孔化全多孔PEEK。并通过体内外实验,验证掺锂微孔化全多孔PEEK可通过表面微结构和局部微环境释放双重免疫调节诱导巨噬细胞向M2型极化,营造成骨的免疫微环境,从而促进骨修复的假说。同时利用分子生物学实验研究该材料调节免疫的可能机制,为掺锂微孔化全多孔PEEK在骨修复领域的推广奠定基础。
英文摘要
It is the hotspot to modify biomaterials to develop an immunological osteogenic microenvironment for bone regeneration. However, few researches simultaneously focused on the combination of structure and composition modification to achieve the "immunological osteogenesis" effect about low-modulus materials. Herein, we aim to prepare a lithium-doped 3D porous polyetheretherketone (PEEK), a mechanical friendly and poor osteogenic material, with microporous surface, to render porous PEEK "direct osteogenesis" and "immunological osteogenesis" effect. The immunomodulation ability of lithium-doped porous PEEK with microporous surface will be examined by both in vitro and in vivo experiments. The hypothesis that surface microstructure and local microenvironment around lithium-doped porous PEEK with microporous surface can induce macrophages polarizing to M2 phenotype, then generating an osteogenic microenvironment will be verified through in vitro and in vivo experiments. Finally, in vitro molecular biological experiments will be carried out to verify the specific mechanism of its immunomodulation ability, which will advance further clinical application of lithium-doped porous PEEK in bone repair.
负重部位的骨缺损修复一直是骨科领域难以解决的问题,其原因在于骨移植物的来源有限。而多孔的骨修复材料具有良好的孔隙结构及可控的弹性模量,被认为是最有前景的骨修复生物材料之一。但目前的大多数多孔骨修复材料成骨效应不佳且不具备免疫调控能力,影响其进一步的临床应用。为解决此难题,本研究拟以拥有优异的力学性能及同皮质骨相匹配弹性模量的聚醚醚酮(PEEK)材料及钛金属为研究对象,探讨如何在保留PEEK及钛金属材料力学优势的前提下提高该材料的骨整合能力以满足临床的使用。在本研究中,我们首先制备具有3D孔隙连通的全多孔PEEK及多孔钛金属,该两种材料具有内部连通的结构,利于骨组织长入材料内部,随后采用表面改性的技术分别对多孔PEEK及多孔钛进行表面改性,赋予其成骨及免疫的表面活性成分,从而最终制备具有免疫调控能力的多孔PEEK及骨修复能力的多孔钛两种材料。本研究从“直接成骨”及“免疫成骨”的角度出发,通过体内外的生物学实验评价两种多孔材料的免疫调节及骨修复能力。结果显示,所制备的多孔PEEK及多孔钛具有同皮质骨相当的弹性模量,且材料内部孔隙联通,材料表面具有微孔结构,体内外实验均证实两种材料具有良好的成骨诱导能力,掺锂多孔PEEK还具有免疫调控能力,可以调控巨噬细胞极化,促进骨修复。因此,本研究为为全多孔PEEK及多孔钛在免疫调控骨缺损修复领域的进一步临床推广打下基础。
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批准号:82074502
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.0万元
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批准年份:2020
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负责人:刘伟
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依托单位:
模拟肌腱发育时空调控机制促进组织工程肌腱胶原合成与重塑
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批准号:31870967
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项目类别:面上项目
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资助金额:59.0万元
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批准年份:2018
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负责人:刘伟
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依托单位:
PCOS患者卵泡液脂质谱改变对卵巢功能和辅助生殖结局的影响及机制的研究
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批准号:81671518
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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:2016
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负责人:刘伟
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依托单位:
基于全基因组、转录组和甲基化测序的瘢痕疙瘩易感基因探索研究
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批准号:81671921
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项目类别:面上项目
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资助金额:52.0万元
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批准年份:2016
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负责人:刘伟
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依托单位:
HMGB1-RAGE激活STAT3信号通路从而抑制小胶质细胞(MG)免疫活性的机制研究
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批准号:81502140
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:18.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘伟
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依托单位:
肌腱细胞外基质和拓扑结构诱导人脂肪干细胞成肌腱分化的实验研究
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批准号:31470943
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项目类别:面上项目
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资助金额:90.0万元
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批准年份:2014
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负责人:刘伟
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依托单位:
环境内分泌干扰物AGEs在多囊卵巢综合征发病机制中的研究
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批准号:81471424
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项目类别:面上项目
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资助金额:67.0万元
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批准年份:2014
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负责人:刘伟
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依托单位:
口腔黏膜白斑癌变lncRNA表达谱的构建及其对PDPN过表达的调控
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批准号:81302358
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2013
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负责人:刘伟
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依托单位:
硫酸脱氢表雄酮对脂肪功能的影响及其在多囊卵巢综合征发病中的作用
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批准号:81270875
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2012
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负责人:刘伟
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依托单位:
模拟肌腱细胞形态和力学微环境诱导ASC成肌腱分化及机制探讨
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批准号:31170937
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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:刘伟
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依托单位:
不同表型2型糖尿病个体11-βHSD1表达和活性的时空特征及相关因素的研究
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批准号:81070651
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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:2010
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负责人:刘伟
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依托单位:
胃上皮细胞天然免疫分子DC-SIGN在幽门螺杆菌感染致胃黏膜损伤机制中的免疫调节作用
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批准号:81000163
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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:2010
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负责人:刘伟
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依托单位:
细胞形态和力学刺激在皮肤成纤维细胞向肌腱细胞转分化中的作用及分子机制研究
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批准号:81071590
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2010
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负责人:刘伟
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依托单位:
阻断转化生长因子-beta 效应联合干细胞移植促进伤口皮肤再生
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批准号:30872694
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项目类别:面上项目
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资助金额:34.0万元
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批准年份:2008
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负责人:刘伟
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依托单位:
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批准号:30570882
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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:2005
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负责人:刘伟
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依托单位:
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批准号:30471794
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项目类别:面上项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2004
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负责人:刘伟
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依托单位:
国内基金
海外基金