高亲水性氢化TiO2纳米管缓释体系的建立及生物效应研究

基本信息
批准号:81570999
项目类别:面上项目
资助金额:57.00
负责人:陈溯
学科分类:
依托单位:首都医科大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张振庭,王娜,吴丹,刘雯雯,赵旭,张勇,李文峰
关键词:
氢化亲水性二氧化钛缓释纳米管
结项摘要

TiO2 nanotubes structure has been proved to be beneficial for implant bone integration. Its drug-carrier possibility on fastening ossintegration or antibacterial effect also has been recognized recently. Our previous research had noticed that the low absorbtion efficency and short controlled releasing time by TiO2 nanotubes might hampered medication function. Recent nanomaterial research has found that hydrogenated top structure of nano-TiO2 performed significant increment of surface energy and hydrophilic effect. It was assumed that hydrogenated TiO2 nanotubes could be an ideal control releasing system due to surface energy and hydrophilc improvement. In this study, the optimal hydrogenation condition for TiO2 nanotubes will be explored by surface feature studies, and protein reabsorbtion-releasing detection; and the beneficial effects on osseointegration and controlled releasing effect by hydrogenated TiO2 nanotubes as well as hydrogenated TiO2 nanotubes conjugeted with BMP-2 knuckle peptide will also be observed with ossioblast and ossiclast gene related mRNA expression at bone formation around implants, osteoblasts proliferation and osteogenesis, histological features study and bone fluorescencescope, as well as the proliferation, adhesion, and apoptosis of mesenchymal stem cells on varies nanosurfaces. The expect is assumed that the highly hydrophilic hydrogenated TiO2 nanotube would not only improve osseointegration, but also would be a platform for drug controlled releasing system

TiO2纳米管结构可促进种植体骨整合作用,利用其作为载药体系以加快骨整合或抑菌等复合治疗目的是当前种植研究的热点。本课题组在相关研究中发现,TiO2纳米管对有机小分子的吸附效率不高、缓释时间短,不利于发挥负载药物的功能。材料领域最新研究发现纳米钛结构表面的氢化处理能显著增大表面能并提高亲水性。故本研究将对TiO2纳米管进行氢化处理以获得有缓释功能的种植体表面。通过材料表征研究优化氢化制备条件;对比研究非氢化与氢化TiO2纳米管在加载BMP-2指节肽前后,植体周围与成骨、破骨效应有关的基因mRNA表达、荧光染色观察骨-种植体接触面积增长率及骨矿化程度、兔骨髓间充质干细胞在各组材料表面上细胞粘附、增殖和凋亡等方面变化的差异,论证氢化处理是否能改善TiO2纳米管表面的骨整合作用和吸附-缓释药物的能力。该高亲水性种植体表面,将不仅有利于植体骨整合作用,还能成为缓释治疗性药物的复合型种植体平台。

项目摘要

TiO2纳米管结构可促进种植体骨整合作用,利用其作为载药体系以加快骨整合或抑菌等复合治疗目的是当前种植研究的热点。本课题组在相关研究中发现,TiO2纳米管对有机小分子的吸附效率不高、缓释时间短,不利于发挥负载药物的功能。为此,本课题组对TiO2纳米管进行了氢化处理。结果发现,氢化后的材料表面具有超亲水性。超亲水的表面可以增加药物的加载量,延长药物缓释时间,有效促进成骨细胞的分化和相关成骨基因的表达。此外,氢化TiO2纳米管对巨噬细胞具有调控作用,在炎性因子刺激下,可有效促进巨噬细胞分泌抑炎因子,促进软硬组织的愈合。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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