基于多肽自組裝的三維細(xì)胞培養(yǎng)支架的構(gòu)建及性質(zhì)研究.pdf

1、生物聚合物水凝膠已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了食品和制藥工業(yè)，同時延伸到組織工程、藥物傳遞及微流體領(lǐng)域。近幾年在軟物質(zhì)研究中，基于多肽自組裝形成的水凝膠即多肽水凝膠，由于其生物相容性好、生物降解性低和易合成多種具有生物功能性凝膠等特點，廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，例如:傷口愈合、藥物及生物分子持續(xù)釋放、細(xì)胞培養(yǎng)及組織工程支架，納米制備模板，有機反應(yīng)的催化劑及污水處理藥劑等。
　　本文以通過二硫鍵斷裂成膠的NapGFFYE-SS-EERGD多肽序列為

2、基礎(chǔ)，采用Fmoc固相合成法合成了帶有光降解性官能團（photodegradable functionality，簡稱PDF）的超短芳香族多肽NapGFFY-PDF-E(P1)，通過增加谷氨酸和賴氨酸，得到了另一條突變序列NapGFFYK-PDF-EE(P2)。通過紫外光照射會導(dǎo)致多肽序列中的光降解性官能團發(fā)生斷裂，將多肽序列一分為二。帶有萘環(huán)基團的序列基于多肽自組裝可形成具有一定強度的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)水凝膠。本文分別從宏觀成膠能力、微觀形

3、態(tài)、膠體強度等方面考察了這兩種多肽自組裝性質(zhì)差異，并且通過三維細(xì)胞培養(yǎng)探討了這種光敏性水凝膠作為三維細(xì)胞培養(yǎng)支架的潛力。
　　通過成膠實驗，發(fā)現(xiàn)這種光敏性水凝膠的成膠時間與多肽濃度和光照強度呈正比。在同一濃度下，多肽P2的成膠時間比多肽P1更短。利用TEM實驗觀察到，多肽P1和P2形成水凝膠后的微觀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出細(xì)長的互相交錯的纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且納米纖維的密度與多肽濃度呈正相關(guān)。在同一濃度下，水凝膠P2中的納米纖維比P1更密集。流變學(xué)

4、實驗表明，水凝膠P2的儲能模量比P1大，可以達(dá)到1000 Pa左右，有能力支撐細(xì)胞在其內(nèi)部進(jìn)行三維細(xì)胞培養(yǎng)。還發(fā)現(xiàn)水凝膠P2具有良好的自愈性，有可能作為一種新型的注射細(xì)胞藥物載體。通過包埋實驗，利用激光共聚焦顯微鏡觀察到細(xì)胞在水凝膠P2內(nèi)的存活率可以達(dá)到90％以上，并且能夠均勻地分布在水凝膠的內(nèi)部。這使其水凝膠P2有潛力成為一種可光控的具有生物相容性的三維細(xì)胞培養(yǎng)支架。
　　本文通過多肽序列的優(yōu)化，得到了兩種光敏性水凝膠P1和P2