糖化溫敏水凝膠的合成及其生物相容性研究.pdf

1、聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAM)具有良好的溫度響應(yīng)性,但其生物相容性欠缺。本研究在保持PNIPAAM溫度敏感性的前提下,通過自由基聚合對PNIPAAM進行糖化修飾,糖類化合物選用葡聚糖和半乳糖,從而制得既具有溫度敏感性,又具有預(yù)期的生物相容性的凝膠支架。通過控制溫度的變化,實現(xiàn)凝膠材料對細胞層的自然脫附,避免酶解法對細胞功能的損傷。 本文首先用葡聚糖對PNIPAAM進行了糖化修飾：用甲基丙烯酸縮水甘油酯(GMA)對葡聚糖(

2、Dextran 40000)進行化學(xué)改性,合成了葡聚糖衍生物(GMA-Dex),使GMA-Dex與NIPAAM聚合,合成了質(zhì)量比r分別為0.2、0.4、0.5、0.6、0.8的P(NIPA-co-GMA-Dex)共聚水凝膠。利用紅外光譜(IR)和核磁共振(1H-NMR)表征了GMA-Dex和P(NIPA-co-GMA-Dex)的結(jié)構(gòu)和組成,并研究了分別在水中和細胞培養(yǎng)基中的凝膠的最低臨界溶解溫度(LCST)、溶脹性能。結(jié)果表明,P(NI

3、PAAM-co-GMA-Dex)凝膠在水中和細胞培養(yǎng)基中均具有良好的溫度敏感性。P(NIPAAM-co-GMA-Dex)凝膠在培養(yǎng)基中的LCST低于去離子水中的LCST,退溶脹速率和再溶脹速率在培養(yǎng)中較去離子水中快。 同時本文用半乳糖對PNIPAAM進行了糖化修飾：首先,合成出半乳糖單體GAC,然后使GAC與NIPAAM進行自由基聚合合成出P(NIPAAM-co-GAC)共聚凝膠。用紅外光譜(FTIR)和核磁共振波譜(1H-NM

4、R)對凝膠的結(jié)構(gòu)和組成進行了表征。分別對不同配比凝膠的LCST、溶脹性能進行了研究。結(jié)果表明,P(IPAAM-co-GAC)凝膠在水中和細胞培養(yǎng)基中均具有良好的溫度敏感性。P(NIPAAM-co-GAC)凝膠在培養(yǎng)基中的LCST(32.5℃)低于去離子水中的LCST(35℃),退溶脹速率和再溶脹速率在培養(yǎng)中較去離子水中快。 將合成的水凝膠用于細胞培養(yǎng)研究。在葡聚糖共聚凝膠上種植成纖維細胞L929,通過光學(xué)倒置顯微鏡和掃描電子顯微

5、鏡對細胞進行形態(tài)學(xué)觀察,發(fā)現(xiàn)在P(NIPAAM-co-GMA-Dex)共聚凝膠上L929細胞表現(xiàn)出較好的生長形態(tài)；通過細胞增殖曲線和MTT法對葡聚糖共聚凝膠材料毒性的研究發(fā)現(xiàn),葡聚糖的加入有助于細胞的生長,結(jié)果表明,P(NIPAAM-co-GMA-Dex)共聚凝膠相對于聚N-異丙基丙烯酰胺均聚凝膠具有更好的細胞相容性。細胞脫附研究表明,通過降低溫度,可以使細胞自然脫附,保護了細胞的功能完整性,避免了使用酶解法使細胞受到的損傷。