電活性有序微納界面誘導皮膚組織修復的機理研究

《電活性有序微納界面誘導皮膚組織修復的機理研究》是依託華中科技大學，由楊光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電活性有序微納界面誘導皮膚組織修復的機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊光
• 依託單位：華中科技大學

項目摘要

生物體產生的內源信號在發育、再生以及自我修復過程起著舉足輕重的作用。本項目採用已建立的生物製造過程控制的方法，在生物合成過程中經分子模板和微流控調控葡糖醋桿菌的定向運動，此外通過構建趨光型葡糖木醋桿菌工程菌株，控制纖維素纖維的組裝與排列，光控合成具有特定規則圖案的三維的纖維素材料，為組織細胞提供多層次高度精細結構的組織工程支架，誘導其與支架的定向黏附和聚集。進一步通過電活性修飾，模擬生物體的內源生物電信號，引導和調控成纖維細胞、神經元細胞、內皮細胞的分布、遷移、增殖、分化等。本項目針對“調控內源信號實現無損定向誘導皮膚組織的修復與再生”的關鍵科學問題。採用在有序微納界面上模擬內源電信號刺激的方法，構建基於有序微納界面與生物電信號的定向誘導組織修復與再生的模型，在分子、細胞、組織等水平闡明微納界面誘導和內源生物電信號的協同作用機制，為實現皮膚組織的定向修復與再生提供科學依據。

結題摘要

本項目是電活性有序微納界面誘導皮膚組織修復的機理研究。在智慧型菌株構建方面，我們在銅綠假單胞菌中，以環鳥苷二磷酸為對象，建立了趨光性工程菌株的構建方法和控制方法。由於工程菌種具有很強的可改造性，光回響系統的建立為研究新型抗菌表面、新型活細菌生物材料及其他套用領域提供了新的方法和思路。此外我們發現葡糖木醋桿菌具有敏感的趨電性，在電場作用下，可以控制葡糖木醋桿菌的運動並有序分泌細菌纖維素。另一方面，生物電信號是一種生物體產生的內源信號，電信號在發育、再生以及自我修復過程起著舉足輕重的作用。。本項目採用已建立的生物製造過程控制的方法，在生物合成過程中經分子模板和微流控調控葡糖醋桿菌的定向運動，通過此種方法構建有序納米纖維生物材料用於細胞的定向的分布、遷移、增殖、分化等，用於皮膚組織、神經組織、人工血管、人工椎間盤等的修復與再生。進一步的，是將生物材料的有序微界面結合生物電信號，構建基於有序微納界面與生物電信號的定向誘導組織修復與再生的模型，期望在分子、細胞、組織等水平闡明微納界面誘導和內源生物電信號的協同作用機制，為實現皮膚組織的定向修復與再生提供科學依據。本項目成功建立了在生物材料有序微界面上實現電刺激研究的平台。利用此平台，可研究各種電活性材料耦合電刺激下的對細胞粘附、遷移、增殖、分化等的影響。並建立了相關的電刺激動物實驗模型，目前動物實驗還在進行當中。現階段是利用有序微界面結合生物電信號，為實現皮膚組織的定向修復與再生提供了科學依據，後續工作將致力於項目成果的轉化，完善動物評價實驗，設計相關的功能性創傷修復材料並用於臨床實驗研究。