同种异体皮质骨表面结构化联合LL-37偶联双重修饰治疗大段骨缺损的实验研究

基本信息
批准号:81201413
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:王晶
学科分类:
依托单位:华中科技大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:叶树楠,潘海涛,吴星火,刘先哲,欧阳柳,冯晓波,蔡显义
关键词:
大段骨缺损LL37同种异体皮质骨表面结构化偶联
结项摘要

Currently,the long term follow-up of using cortical allograft transplantation for segmental bone regeneration is still not satisfied. Dense surface, poor osteoinductivity and in absence of cytokines are the major disadvantage. As a means to enhance osteoinductivity and osseointegration, the favorable and predictable effect of surface structuring applied to the implant surface has been well-recognized. Surface features can enhance the adhesion and proliferation of osteoblast, and also induce the express of bone morphogenetic protein 2(BMP2). Our preliminary results first demonstrated that the application of a surface structuring to the native (smooth) cortical bone surface increases local bone formation and graft integration. LL-37/hCAP-18 is the only cathelicidin-derived antimicrobial peptide found in human with a wide range of natural antimicrobial activities. In addition, it was found to be a novel multi-function peptide, which is taking an important role in the wound healing、bone regeneration and re-endothelialization. It can induce the express of over 40 kinds of cytokines including functional cytokines for bone regeneration and re-endothelialization as BMPs, Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF), Epidermal Growth Factor (EGF), human acidic fibroblast growth factor (haFGF). Furthermore, LL-37 can activate angiogenic early outgrowth cells (EOCs) and Endothelial progenitor cells(EPCs) to form vessel-like structures for re-endothelialization, mediated respectively by formyl peptide receptor 2 (FPR2) and nuclear factor kB (NF-kB) pathway. The multi-function characters of LL-37 make it have a great potential for enhancing segmental bone regeneration. Based on the above and our preliminary results, we expect to screen out a best method for surface structuring cortical allograft to stimulate osteoinductivity, considering the physical and chemical properties of cortical bone. In addition, couple LL-37 on the structured bone surface. We expect the dual-modification both from structural and cytokines leaves could make cortical allograft of multiple identities as osteoinductivity, promoting re-endothelialization and anti-bacterial, a traditional and novel allograft material will be provided for enhancing segmental bone regeneration. Its function will be evaluated both in cell and animal levels, mechanism also be initially described.

表面致密、缺乏骨诱导性和细胞因子缺失是同种异体皮质骨移植治疗大段骨缺损愈后不佳的主要因素。表面结构化能激发材料骨诱导性,促进骨细胞粘附和骨形态发生蛋白2(BMP2)的表达和富集。本课题组首次发现该作用同样适用于异体皮质骨。LL-37作为唯一的人源cathelicidin抗菌肽,除抗菌特性外,在创伤修复、骨和血管再生中也扮演了关键角色:它能诱导BMP2和酸性成纤维细胞生长因子(aFGF)表达促进骨再生;上调血管内皮生长因子表达并通过甲酰肽受体2(FPR2)和核因子(NF-kB)途径激活内皮前体细胞形成血管样组织。我们推测LL-37的多功能性对于骨缺损修复也有多方面促进作用。综合上述和我们的研究基础,本课题组拟筛选一种适合皮质骨理化性质的表面结构化方法以激发其骨诱导性,并偶联LL-37,表面结构和细胞因子水平"双重修饰"赋予其骨诱导、促血管化和抗菌的多重特性,并在细胞和整体水平评价其功能。

项目摘要

项目的背景:表面致密、缺乏骨诱导性和细胞因子缺失是同种异体皮质骨移植治疗大段骨缺损愈后不佳的主要因素。表面结构化能激发材料骨诱导性,促进骨细胞粘附和骨形态发生蛋白2(BMP2)的表达和富集。本课题组首次发现该作用同样适用于异体皮质骨。.主要研究内容:1、从表面形态(水接触角测定、扫描电镜SEM)、生物力学、生物毒性(MTT 法)和体外骨诱导能力(共培养MG63 细胞)多角度评价不同改性方式结构化同种异体皮质骨的安全性和效率。2、偶联 LL-37 与结构化的同种异体皮质骨表面,荧光免疫、共聚焦扫描技术(CLSM)检测产物表面浓度及稳定性和时效性;分别共培养成骨细胞、内皮细胞、和流氏细胞技术观察细胞粘附型态、增值和分化情况,构建大段骨缺损、大段骨缺损+感染动物模型的构建。3、利用股骨大段骨缺损动物模型,观察双重修饰对植骨愈合过程成骨和血管化的影响及其机制:采用显微CT、SEM、免疫组化观察宿主骨骨长入和粘附以评价成骨情况。.重要结果和关键数据及其科学意义:本课题组从多角度评价不同改性方式结构化同种异体皮质骨的形态学研究,发现15%磷酸改性同种异体皮质骨1min后具有一定激发其骨表面的诱导活性和安全性。表面改性的同种异体皮质可导致其表面接触角的下降,提示经过磷酸改性后,同种异体皮质骨的表面亲水性提高。改性后的同种异体皮质生物力学无明显改变。MTT法评价15%磷酸改性的同种异体皮质骨前后的进行的细胞培养显示其生物毒性无明显改变。扫描电镜评价15%磷酸改性的同种异体皮质骨前后的进行的细胞培养显示其对细胞粘附和增殖活性增加。初步完成了偶联LL-37于结构化的骨面,初步尝试骨缺损模型的构建。活性小分子物质Icarrin(ICA)促进MC3T3和HUVC细胞增殖,并且分别抑制双氧水诱导的凋亡和细胞的死亡,并且更好的诱导MC3T3向成骨细胞分化,并促进ALP的表达,并在动物模型中,骨长入,骨愈合以及micro-CT显示骨静态参数的良好,我们的实验初步提示低浓度磷酸表面结构化同种异体皮质骨是一种合适的骨表面改性的方法,并且能提高骨表面的生物相容性并激活其骨诱导能力,加快骨长入和爬行替代速度,结合活性小分子ICA,能比较好的增加缺损骨的愈合以及骨长入,为大段骨缺损的治疗提供一种传统又新颖的植入材料可能提供实验依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响

家畜圈舍粪尿表层酸化对氨气排放的影响

DOI:10.13930/j.cnki.cjea.181086
发表时间:2019
2

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

铁酸锌的制备及光催化作用研究现状

DOI:10.19591/j.cnki.cn11-1974/tf.2019090011
发表时间:2022
3

饮水型慢性氟中毒大鼠硬组织氟蓄积的对比研究

饮水型慢性氟中毒大鼠硬组织氟蓄积的对比研究

DOI:10.11836/jeom21324
发表时间:2022
4

冲击电压下方形谐振环频率选择超材料蒙皮的沿面放电长度影响因素研究

冲击电压下方形谐振环频率选择超材料蒙皮的沿面放电长度影响因素研究

DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.182347
发表时间:2019
5

碳化硅多孔陶瓷表面活化改性及其吸附Pb( Ⅱ )的研究

碳化硅多孔陶瓷表面活化改性及其吸附Pb( Ⅱ )的研究

DOI:10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2019.04.004
发表时间:2019

王晶的其他基金

批准号:81601810
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10979067
批准年份:2009
资助金额:36.00
项目类别:联合基金项目
批准号:90608003
批准年份:2006
资助金额:35.00
项目类别:重大研究计划
批准号:51408412
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61308112
批准年份:2013
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11804350
批准年份:2018
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81300131
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51408023
批准年份:2014
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51274052
批准年份:2012
资助金额:86.00
项目类别:面上项目
批准号:21672014
批准年份:2016
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:31401827
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70872009
批准年份:2008
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:41406144
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81403416
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81102755
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61171161
批准年份:2011
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:61871353
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:11674378
批准年份:2016
资助金额:69.00
项目类别:面上项目
批准号:81000724
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301991
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11174345
批准年份:2011
资助金额:75.00
项目类别:面上项目
批准号:30700441
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31601051
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91853107
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:重大研究计划
批准号:11901034
批准年份:2019
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81050001
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31100544
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31101721
批准年份:2011
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41776011
批准年份:2017
资助金额:68.00
项目类别:面上项目
批准号:61402302
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21101039
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701635
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81100026
批准年份:2011
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51602257
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71901226
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51908218
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51603149
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31471531
批准年份:2014
资助金额:85.00
项目类别:面上项目
批准号:51147010
批准年份:2011
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:61603029
批准年份:2016
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51206058
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:10904169
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70272020
批准年份:2002
资助金额:15.00
项目类别:面上项目
批准号:11302007
批准年份:2013
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11474341
批准年份:2014
资助金额:95.00
项目类别:面上项目
批准号:81874148
批准年份:2018
资助金额:57.00
项目类别:面上项目
批准号:81602723
批准年份:2016
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41206018
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61001188
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60704011
批准年份:2007
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:70572014
批准年份:2005
资助金额:17.00
项目类别:面上项目
批准号:61571044
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:30671908
批准年份:2006
资助金额:24.00
项目类别:面上项目
批准号:31872396
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:11626033
批准年份:2016
资助金额:3.00
项目类别:数学天元基金项目
批准号:81903892
批准年份:2019
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760835
批准年份:2017
资助金额:35.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:31902319
批准年份:2019
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81672368
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:50974026
批准年份:2009
资助金额:26.00
项目类别:面上项目
批准号:51506009
批准年份:2015
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71302016
批准年份:2013
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670891
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:21302166
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81201504
批准年份:2012
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51005176
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61802083
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61772350
批准年份:2017
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:61174128
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:61301146
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30872294
批准年份:2008
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:21801005
批准年份:2018
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71172016
批准年份:2011
资助金额:44.00
项目类别:面上项目
批准号:61573050
批准年份:2015
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81072431
批准年份:2010
资助金额:31.00
项目类别:面上项目
批准号:51504226
批准年份:2015
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81760005
批准年份:2017
资助金额:34.00
项目类别:地区科学基金项目

相似国自然基金

1

BMP-9 基因修饰的ADSCs复合淫羊藿苷/纳米晶胶原基骨修复兔大段骨缺损的实验研究

批准号:81560358
批准年份:2015
负责人:徐房添
学科分类:H0605
资助金额:38.00
项目类别:地区科学基金项目
2

基因枪介导BMP-2基因转染治疗大段兔桡骨骨缺损的实验研究

批准号:81060144
批准年份:2010
负责人:詹玉林
学科分类:H0604
资助金额:27.00
项目类别:地区科学基金项目
3

骨移植修复大段承重骨缺损的生物力学效应研究

批准号:19272043
批准年份:1992
负责人:吴文周
学科分类:A1001
资助金额:6.00
项目类别:面上项目
4

新型生物压电陶瓷人工骨支架修复大段骨缺损的机制研究

批准号:81902191
批准年份:2019
负责人:袁伟
学科分类:H0603
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目