PCE 188/2011

In vitro effects of beta-titanium alloys on biological behavior of macrophages and their cross-talk with osteoblasts


Project leader:
Assoc. Prof. Anisoara Cimpean
Phone number: 021.318.15.75/int 106
Fax : 021.318.15.75/int 102
E-mail: anisoara.cimpean@bio.unibuc.ro

Institution:
University of Bucharest
Faculty of Biology, Department of Biochemistry and Molecular Biology
www.dbbm.bio.unibuc.ro

Contractual authority: UEFISCDI

Project code: PN-II-ID-PCE-2011-3-0737

Project type and number: PCE 188/2011

Project title: In vitro effects of beta-titanium alloys on biological behavior of macrophages and their cross-talk with osteoblasts

Duration: 36 months

Budget: 
1.400.000 lei

Summary:
The project aims to elucidate the modulation of macrophage function and of the cross-talk between macrophages and osteoblasts by new beta-titanium alloys which are based on titanium and nontoxic alloying elements, such as Ta, Nb/Zr. For comparative purposes, a commercial Ti-6Al-4V alloy, will be also investigated. In the first stage, we will investigate if the macrophages cultured in contact with the tested substrates display differences regarding cell viability, proliferation, apoptosis, cytoskeleton and adhesive structures (focal contact, podosomes) that may be important for the interpretation of macrophage function in chronic inflammatory responses. Next, we will evaluate macrophage cytokine, chemokine and matrixin expression at transcriptional and translational levels. The proposed project is an innovative approach which will bring new knowledge on signaling pathways (such as NFκB and MAP-Kinase) that could be activated by various Ti alloy compositions and on materials’ effects upon the cross-talk between macrophages and osteoblasts using a Transwell co-culture model. This cross-talk will be studied in terms of modulation of: i) soluble factors involved in bone turnover (RANKL, OPG); ii) osteogenesis process (alkaline phosphatase activity, mineralization process); iii) macrophage and osteoblast cytokine production. These studies can conduct to the development of cellular models for in vitro assessment of the inflammatory response to osteoprothetic materials.

Objectives:
Since chemistry of implant materials has the capacity to influence cell behavior, it is important to understand the responses of macrophages to the various compositions. Thus, our in vitro studies have as a general objective to elucidate the modulation of macrophage function and of the cross-talk between macrophages and osteoblasts by new beta-titanium alloys of different chemical composition.
The specific objectives of this project are: i) Scientific fundamentation of the necessity to in vitro evaluate the cellular inflamatory response to implant materials in biocompatibility studies and of the celullar interactions and signaling pathways that could be activated by surfaces with different characteristics; ii) Determination of the TiTaZr/Nb based materials effects on macrophage viability, proliferation and apoptosis; iii) Characterization of macrophage cytoskeleton and adhesion structures, which may be important for the interpretation of macrophage function in chronic inflammatory responses; iv) Assessment of the material induced gene expression regulation by evaluation of mRNA and protein expression of cytokines and chemokines secreted by the macrophages; v) Investigation of beta-Ti alloys’ implication in induction of matrixins such as matrix metalloproteinases (MMPs) and ADAM-9; vi) Determination of signaling pathways that could be activated by the different TiTaZr/Nb compositions; vii) Evaluation of beta-Ti alloys’ effects on the cross-talk between macrophages and osteoblasts in a Transwell co-culture model.

RESEARCH TEAM

Name and surnamePosition in the project
Cimpean AnisoaraProject director/Senior researcher II
Costache MarietaSenior researcher I
Ion RalucaYoung researcher  III
Mitran ValentinaResearch assistent
Galateanu BiancaResearch assistent
Neacsu PatriciaResearch assistent (phD student)
Dinescu SorinaResearch  assistent (phD student)
Serban MirelaResearch assistent

PUBLICATIONS

ARTICLES

1. Mindroiu M, Ion R, Pirvu C, Cimpean A, Surfactant-dependent macrophage response to polypyrrole-based coatings electrodeposited on Ti6Al7Nb alloy, Mater Sci Eng C, 33, 3353-3361 (2013).

2. Ion R, Gordin DM, Mitran V, Osiceanu P, Dinescu S, Gloriant T, Cimpean A, In vitro bio-functional performances of the novel superelastic beta-type Ti-23Nb-0.7Ta-2Zr-0.5N alloy, Mater Sci Eng C Mater Biol Appl, 35, 411-419 (2014).

3. Neacsu P, Mazare A, Cimpean A,  Park J, Costache M, Schmuki P, Demetrescu I, Reduced inflammatory activity of RAW 264.6 macrophages on titania nanotube modified Ti surface, Int J Biochem Cell Biol, 55, 187-195, (2014).

4. Neacsu P, Gordin DM, Mitran V, Gloriant T, Costache M, Cimpean A. In vitro performance assessment of new beta Ti-Mo-Nb alloy compositions. Mater Sci Eng C Mater Biol Applic, 47, 105-113 (2015).

5. Neacsu P, Mazare A, Schmuki P, Cimpean A. Attenuation of the macrophage inflammatory activity by TiOnanotubes via inhibition of MAPK and NF-kB pathways. Int J Nanomedicine, 10, 6455-6476 (2015).

6. Ion R, Stoian AB, Dumitriu C, Grigorescu S, Mazare A, Cimpean A, Demetrescu I, Schmuki P. Nanochannels formed on TiZr alloy improve biological response. Acta Biomater, 24, 270-377 (2015).

BOOK CHAPTERS PUBLISHED IN COLLECTIVE VOLUMES AT PRESTIGIOUS INTERNATIONAL PRINTING HOUSES

 1. A. Cimpean, R. Ion, D.M. Gordin, P. Neacsu, V. Mitran, T. Gloriant,  Biomaterials as modulators of macrophage inflammatory response, Biomaterials (vol. 11) in: N.K. Navani, S. Sinha (Eds.), J.N. Govil (Executive Ed.), Nanotechnology series, Studium Press LLC Houston (USA), 273-310, 2013, ISBN-1-62699-011-5.

COMMUNICATIONS TO NATIONAL SCIENTIFIC REUNIONS

1. Neacsu P, Sebestyen I, Mitran V, Ion R, Cimpean A, Modulation of macrophage biological behavior by TiO2 nanotubes, Scientific communication session of the students from Faculty of Biology, 25th May 2012, Bucharest, Romania (oral presentation).

2. Neacsu P, Cimpean A, Costache M, Reduced inflammatory response to TiO2 nanotubes. Scientific communication session of the students from Faculty of Biology, 31st May 2013, Bucharest, Romania (oral presentation).

3. Neacsu P, Ion R, Cimpean A, Costache M, Macrophage response to TiO2 nanochannels, Scientific communication session of the students from Faculty of Biology, 30th May 2014, Bucharest, Romania (oral presentation).

4. Neacsu P, Ion RN, Mitran V, Cimpean A. MAPK and NF-kB signaling pathways modulation by TiO2 nanotubes. Scientific communication session of the students from Faculty of Biology, 29th May 2015, Bucharest, Romania (oral presentation) – 2ndprize.


COMMUNICATIONS TO INTERNATIONAL SCIENTIFIC REUNIONS

1. Ion R, Neacsu P, Gordin DM, Gloriant T, Cimpean A, RAW 264.7 macrophage behavior on the new beta-type Ti-23Nb-0.7Ta-2Zr- 0.5N alloy, 5th International Conference “Biomaterials, Tissue Engineering & Medical Devices” –  BioMedD 2012, Constanta, 29th Aug. – 1st Sept., p. 191 (poster presentation).

2. Neacsu P, Ion R, Mitran V, Raducanu D, Dan I, Cimpean A, Osteoblast and macrophage responses to Ti-25Ta-5Zr alloy, 5th International Conference “Biomaterials, Tissue Engineering & Medical Devices” –  BioMedD 2012, Constanta, 29th Aug. – 1st Sept., p. 215 (poster presentation).

3. Ion R, Mitran V, Neacsu P, Gordin D, Dinescu S, Costache M, Gloriant T, Cimpean A, Modulation of macrophage inflammatory response by titanium alloy chemistry, 5th International Conference on Drug Discovery and Therapy, Dubai, 18th-21st Feb. 2013 (poster presentation).

4. Neacsu P, Mitran V, Gordin D, Ion R, Costache M, Gloriant T, Cimpean A, In vitro bioactivity of Ti-Mo-Nb alloys, 1stInternational Symposium on Modern Biotechnological Advances for Human Health – BAHH, Bucharest, 20th-22nd May 2014 (poster presentation).

5. Neacsu P, Mazare A, Park J, Costache M, Schmuki P, Demetrescu I, Cimpean A, Mitigating the inflammatory response by TiO2 nanotubes, 50th International Conference FEBS EMBO, Paris, 30th-4th September 2014, p. 143 (poster presentation).

6. Neacsu P, Mazare A, Ion RN, Mitran V, Costache M, Schmuki P, Cimpean A. Modulation of MAPK and NF-kB signaling pathways by TiOnanotubes Ti-modified surface, 40th FEBS Congress, Berlin, Germany, 4-9 iuly 2015, FEBS Journal, 282 (Suppl. 1), p. 197 (poster presentation).

PhD/Master/Bachelor Theses on project’s topics

PhD Thesis:

Patricia Neacsu: In vitro evaluation of macrophage response to titanium-based biomaterials (2012-2015)

Master Thesis:

Patricia Neacsu: Modulation of macrophages behavior by TiO2 nanotubes (2012) 

Andreea Iulia Sebestyen: Macrophage response to titanium surfaces modified with TiO2 nanotubes (2013) 

Jalba Nicoleta: Assesment of the inflammatory response induced by beta Ti-Mo-Nb alloys (2014) 

Irina Antoanela Boaru: In vitro macrophages response to Ti23Nb0.7Ta2Zr0.5N (2014) 

Bachelor thesis: Raluca Mudrag: Macrophages implications in the inflammatory response to implantable materials (2015)

Scientific reports:

abstract 1st phase
abstract 2nd phase
abstract 3rd phase
abstract 4th phase
abstract 5th phase
Summary – Scientific report PCE 188

Acest site folosește cookie-uri pentru o mai bună experiență de vizitare. Prin continuarea navigării, ești de acord cu modul de utilizare a acestor informații.

Privacy Settings saved!
Privacy Settings

When you visit any web site, it may store or retrieve information on your browser, mostly in the form of cookies. Control your personal Cookie Services here.


Cine suntem
Site-ul este deținut și administrat de Universitatea din București cu sediul în Bulevardul Mihail Kogălniceanu 36-46, București. Pentru a urmări mai ușor informațiile, trebuie să știţi că ne putem referi la instituția noastră folosind termenii „Universitatea din București”, „nouă”, „nostru” etc, iar la tine, ca utilizator și vizitator al site-ului, folosind termenii „utilizator”, „dumneavoastră”, etc. Această politică descrie informațiile pe care le colectăm atunci când vizitați www.unibuc.ro. Prin utilizarea acestui site web, sunteți de acord cu colectarea și utilizarea informațiilor dumneavoastră personale (în cazul în care acestea sunt furnizate) în conformitate cu această politică. Site-ul poate conține legături către și de pe site-uri web. Dacă urmați un link către oricare dintre aceste site-uri web, rețineți că acestea au propriile politici de confidențialitate. Universitatea București nu are nicio responsabilitate sau răspundere pentru aceste politici sau modul în care aceste site-uri web își gestionează datele. Verificați aceste politici înainte de a trimite orice informații personale acestor site-uri.
Informațiile colectate şi durata de stocare
În cazul în care utilizați site-ul nostru, vom colecta și procesa următoarele date personale despre dumneavoastră:
  • Informații pe care ni le oferiți atunci când completați un formular web sau solicitați trimiterea newsletter-ului. Informațiile pe care ni le furnizați pot include numele, adresa de e-mail, numărul de telefon, etc.
  • Informatiile pe care ni le oferiti in formularul de solicitare de informatii publice (ex. nume, prenume, e-mail) sunt colectate conform Legii nr. 544/2001
  • Informații pe care le colectăm despre dumneavoastră, prin intermediul fişierelor cookie pe care le folosim, în momentul în care accesați site-ul nostru. Pentru detalii suplimentare, consultați informarea privind cookie-urile.
Stocarea datelor de natură personală se realizează pe servere situate în România, atâta timp cât avem consimțămȃntul dumneavoastră.
Cum utilizăm datele personale pe care le furnizați sau le colectăm
Folosim datele personale despre dumneavoastră în următoarele moduri:
  • datele personale furnizate de dumneavoastră prin formularele noastre web vor fi folosite în scopul procesării cererilor dumneavoastră. Prin trimiterea solicitării sunteți de acord cu prelucrarea datelor dumneavoastră de către Universitatea din București.
  • în cazul în care sunteți de acord cu primirea de informații prin newsletter, vă vom trimite noutǎți despre următoarele subiecte:
  • informații despre evenimentele şi activităţile organizate în cadrul Universităţii din Bucureşti
  • informațiile tehnice pe care le colectăm prin utilizarea cookie-urilor vor fi utilizate în scopurile stabilite în “Informarea privind cookie-urile”.
Transferuri internaționale
În vederea oferirii serviciului de newsletter, datele dumneavoastră de identificare și contact sunt transmise către MailerLite, cu sediul în Lituania. Detalii privind măsurile de protectie a datelor adoptate de către MailerLite se găsesc la adresa https://www.mailerlite.com/terms-of-service  şi pe site-ul https://www.privacyshield.gov/welcome Site-ul nostru web utilizează Google Analytics, un serviciu pentru analiza web, precum şi Google Adwords, furnizate de Google. Google Analytics utilizează fișiere de tip cookie pentru a ajuta un anumit site web să analizeze modul în care utilizați respectivul site web. Informațiile generate de fișierele de tip cookie cu privire la utilizarea de către dumneavoastră a site-ului web vor fi transmise și stocate de Google pe servere care pot fi localizate în UE, SEE şi/sau Statele Unite. Google va utiliza aceste informații în scopul evaluării utilizării de către dumneavoastră a site-ului web, elaborând rapoarte cu privire la activitatea site-ului web și furnizând alte servicii referitoare la activitatea site-ului web și la utilizarea internetului. De asemenea, Google poate transfera aceste informații către terți în cazul în care are această obligaţie conform legii sau în cazul în care acești terți prelucrează informațiile în numele Google. Google nu va asocia adresa dumneavoastră IP cu alte date deținute de Google. Informații detaliate cu privire la Google și protecția datelor cu caracter personal (inclusiv modul în care puteți controla informațiile trimise către Google) pot fi găsite la: https://policies.google.com/privacy/partners. Din site-ul nostru web puteţi să distribuiţi un articol utilizând un buton de distribuire în reţelele de socializare (de exemplu: Facebook, Twitter, Youtube). Informații detaliate cu privire la protecția datelor cu caracter personal oferită de aceste organizatii pot fi gasite la adresele: https://www.facebook.com/policy.php https://twitter.com/en/privacy https://www.youtube.com/yt/about/policies/#community-guidelines
Accesați datele dumneavoastră personale
Aveți dreptul să cereți o copie a informațiilor deținute de noi  prin formularea unei solicitări de acces. Pentru a solicita o copie a datelor deținute despre dumneavoastră sau pentru a vă actualiza informațiile, contactați Universitatea din București la adresa de e-mail dpo@unibuc.ro. Datele de natură personală deținute de către Universitatea din București sunt supuse condițiilor din Regulamentul UE 679/2016 care oferă persoanelor vizate dreptul de acces la toate tipurile de informații înregistrate, deținute de operatorul de date, sub rezerva anumitor limitări.
Drepturile persoanei vizate
Conform Regulamentului 679/2016 - GDPR, aveţi dreptul de a solicita Universitaţii din București, în calitate de operator de date de natură personală, rectificarea, ştergerea sau restricţionarea prelucrării datelor personale referitoare la dumneavoastră. De asemenea, aveţi dreptului de a vă retrage consimţământul în orice moment, fără a afecta legalitatea prelucrării efectuate pe baza acestuia, înainte de retragere. Dacă nu mai doriți să primiți newsletter-ul, vă puteţi dezabona prin trimiterea unui e-mail la adresa contact@pr.unibuc.ro sau prin folosirea linkului de dezabonare din cadrul newsletter-ului.
Dreptul de a depune o plângere în faţa Autorităţii de supraveghere
Conform Regulamentului 679 /2016 - GDPR, aveți dreptul de a depune o plângere la Autoritatea Naţională de Supraveghere a Prelucrării Datelor cu Caracter Personal. Mai multe detalii se pot obține accesȃnd adresa http://www.dataprotection.ro/.
  • _ga
  • _gid
  • _gat

Decline all Services
Accept all Services