生物医用聚多巴胺功能涂层及纳米微粒的研究

发布时间：2020-06-17 17:23

【摘要】：来源于仿生贻贝的多巴胺(dopamine,DA)分子聚合形成的聚多巴胺(polydopamine,PDA)材料,由于具有制备简单多样、良好的生物/细胞相容性、二次修饰反应性等众多优点,成为当前研究的重要功能材料之一。在生物材料研究领域中,PDA能够较好地应用于材料表面修饰或应用于功能材料纳米粒子的制备,是当前的研究热点。本课题结合了 PDA在生物医用材料方面的应用,开展了以下4部分研究工作。1.材料表面的基因有效固定是界面介导基因递送策略的核心之一,本研究利用PDA灵活的二次反应性,简单有效地将鱼精蛋白/质粒DNA(protamine/plasmid DNA,PrS/pDNA)纳米复合物固定于PDA涂层表面。细胞培养实验表明,PrS/pDNA固定后的PDA表面能够有效支持内皮细胞(endothelial cells,EC)和平滑肌细胞(smoothmusclecells,SMC)的粘附和铺展,并且能够高效地转染EC和SMC两种细胞。当采用功能化的肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor,HGF)质粒DNA时,EC和SMC的HGF分泌量分别提高了 43.3%和36.5%。因为HGF具有选择性促进EC增殖的功能,固定有PrS/HGF-pDNA的PDA涂层可选择性提高EC相对于SMC的竞争性生长。为期3天的两种细胞共培养实验,EC/SMC的细胞数目比例从1:1上升到4:1。因此,PDA涂层能够成为界面介导基因递送的高效基因固定平台。2.生物材料表面的拓扑结构是影响细胞粘附行为的关键参数之一,本研究将PDA的表面修饰和二次反应性相结合,利用碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)和层层组装(Layer-by-Layer,LbL)方法,构建了具有微纳复合结构并有着良好细胞相容性的多层膜界面。研究首先在CNTs表面修饰PDA涂层(CNTs@PDA),然后利用PDA涂层的二次反应性和聚赖氨酸(poly-L-lysine,PLL)进行组装,将CNTs@PDA组装形成表面具有均匀的微纳复合拓扑结构的PLL/CNTs@PDA多层膜。相比于均匀平整的纯PDA涂层(对照组),具有表面微纳复合结构的PLL/CNTs@PDA多层膜同样表现出良好的细胞相容性,能够支持EC和SMC的粘附。有趣的是,具有微纳复合拓扑结构表面的PLL/CNTs@PDA多层膜对EC和SMC两种细胞的增殖产生差异化影响:EC的增殖受到抑制,而SMC则表现为正常的增殖行为。此外,PLL/CNTs@PDA多层膜表面还能够高效地促进神经瘤细胞(pheochromocytoma12,PC12)粘附和神经突触的延伸。3、多功能复合是功能材料在生物材料领域研究的热点趋势,而从分子反应层次上赋予PDA材料新功能将是其设计和研究的突破口。研究利用电化学聚合反应原理,将DA分子与吡咯(pyrrole,Py)分子聚合,设计和制备了一种兼具二次反应和良好导电性能的PDA涂层材料。Py分子的导入,使得所构建的PDA-PPy涂层具有良好的导电性。而PDA的存在使得涂层材料表面具有良好二次反应性。通过二次反应性,我们成功地将生物分子血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)修饰于 PDA-PPy 涂层材料表面。4、同样从分子反应层次上赋予PDA材料新功能为目的,利用硼酸基团与儿茶酚基团的配位反应作用,本研究将含有硼酸基团的肿瘤化疗药物硼替佐米(bortezomib,BTZ)与含有儿茶酚基团的DA反应,制备成DA-BTZ鳌合物。进而通过DA-BTZ的自聚,制备得到粒径在80nm左右的,具有双重刺激响应性的PDA-BTZ纳米粒子,BTZ载药量达到36.7%。PDA分子具有高效近红外(near infrared,NIR)光热性能,而硼酸基团与儿茶酚基团所形成的配位键具有pH敏感性。研究表明,分别通过NIR的照射或降低溶液环境pH值(7.4降低至5.7),均能够促进PDA-BTZ纳米粒子中的BTZ释放,72小时释放量分别达到33.2%和37.2%。进一步将NIR照射与pH因素相结合,能够获得协同的BTZ控释效果,72小时释放量达到79.2%。基于这样的pH/NIR的双重响应作用下,PDA-BTZ纳米粒子能够在体外实验中显著诱导乳腺癌细胞(MCF-7)的凋亡。抑瘤实验表明,PDA-BTZ纳米粒子的尾静脉注射给药结合在肿瘤部位的NIR照射,能够有效地抑制裸鼠体内肿瘤的生长。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB383.1;R318.08
【图文】：

图４．１４）

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵国秀;;心力衰竭应用硝普钠联合多巴胺治疗的效果观察[J];临床医学研究与实践;2017年03期

2 许延杰;杨志;韩宇;;多巴胺与呋塞米腹腔注射治疗肝硬化难治性腹水的临床效果[J];中国处方药;2017年01期

3 田明;;单硝酸异山梨酯缓释片联合多巴胺、呋塞米治疗慢性肺源性心脏病心力衰竭的疗效观察[J];中国医药指南;2017年05期

4 翟银枝;;硝普钠联合多巴胺治疗慢性心衰的临床效果观察[J];河南医学研究;2017年05期

5 朱丽娟;;多巴胺与硝普钠联合治疗心力衰竭的效果研究[J];中西医结合心血管病电子杂志;2017年07期

6 赵耀武;;呋塞米联合多巴胺治疗心衰效果观察[J];临床医药文献电子杂志;2017年42期

7 高军辉;;呋塞米联合多巴胺治疗心衰的效果分析[J];佳木斯职业学院学报;2016年10期

8 张少君;;利尿剂呋塞米联合多巴胺治疗肝腹水的临床分析[J];大家健康(学术版);2015年11期

9 刘彩云;;多巴胺联合呋噻米治疗慢性心力衰竭46疗效分析[J];临床医药文献电子杂志;2015年25期

10 ;蜜蜂的积极乐观人生[J];大自然探索;2017年05期

相关会议论文 前10条

1 刘芳;苏松坤;;昆虫多巴胺的研究进展[A];植物保护与农产品质量安全论文集[C];2008年

2 段语晖;王超展;卫引茂;;合成功能化固相萃取吸附剂有效分离富集多巴胺[A];全国生物医药色谱及相关技术学术交流会（2012）会议手册[C];2012年

3 董自亮;刘庄;;基于聚多巴胺纳米颗粒构建的多功能性分子载体用于成像指导下的癌症联合治疗[A];中国化学会第30届学术年会摘要集-第三十八分会：纳米生物效应与纳米药物化学[C];2016年

4 孙培育;田立颖;郑震;王新灵;;含多巴胺的贻贝仿生聚氨酯的合成与性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2009年

5 余昌敏;罗明;曾钫;郑方远;吴水珠;;基于环糊精的选择性检测多巴胺的多孔硅粒子的制备[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

6 张德风;王艳敏;李广伟;郭亮;韦航;林聪贵;孙建军;陈国南;;铂芯热电极在抗坏血酸和尿酸的存在下选择性地检测多巴胺[A];中国化学会第十四届有机分析及生物分析学术研讨会会议论文摘要集[C];2007年

7 叶谦;周峰;;仿生多巴胺衍生物用于表面修饰的研究进展[A];甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C];2011年

8 马建国;彭道锋;;抗坏血酸共存下用聚氨基-β-环糊精修饰电极测定多巴胺[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（5）[C];2007年

9 陈炜;;多巴胺联合硝酸甘油治疗肺心病心衰疗效观察[A];甘肃省中医药学会2010年会员代表大会暨学术年会论文汇编[C];2010年

10 宋丽军;;2例多巴胺外渗患者的护理体会[A];中华护理学会全国静脉治疗护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2010年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 蒋昕捷;爱财的多巴胺[N];中国青年报;2009年

2 国家二级心理咨询师 蒋硕;抓娃娃机如何抓住你的心[N];科技日报;2017年

3 本报记者 陈思彤;多巴基地：运动队的“高原之家”[N];中国体育报;2017年

4 本报记者 周洁;爱上瘾，始作俑者是多巴胺？[N];河北日报;2014年

5 记者 朱建军 逮寒青;马家军十上多巴高原[N];新华每日电讯;2000年

6 钱毅;培补肝肾可提高脑内多巴胺含量[N];中国医药报;2000年

7 上海复旦大学药学院 汪宗俊教授;易诱发“抖抖病”de药物[N];中国医药报;2001年

8 刘扬;PD药期待机遇[N];中国医药报;2004年

9 盛文;欧盟更新麦角类多巴胺激动剂产品说明书[N];中国医药报;2008年

10 记者 孟军;多巴体育基地成为“国家级”[N];青海日报;2003年

相关博士学位论文 前10条

1 李伯超;生物医用聚多巴胺功能涂层及纳米微粒的研究[D];浙江大学;2018年

2 栗超跃;多巴胺神经毒性与帕金森病关系的实验研究[D];苏州大学;2004年

3 王伟文;多巴胺-DARPP32信号在前脑神经元兴奋性毒性及癫痫发作中的作用[D];第四军医大学;2005年

4 李洪涛;多巴胺类似物抑制α-synuclein蛋白积聚的分子机理[D];中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）;2005年

5 贾彦彬;精神分裂症与多巴胺和5-羟色胺代谢通路的基因组合的关联研究[D];中国协和医科大学;2004年

6 汪世溶;刺激模式对大鼠在体（in vivo）多巴胺分泌的调制[D];中国科学院研究生院（上海生命科学研究院）;2007年

7 康晓民;多巴胺聚合机理及基于多巴胺衍生物功能化表面的研究[D];西南交通大学;2017年

8 王振兴;基于多巴胺的聚偏氟乙烯膜表面亲水化改性及性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年

9 杨茜;多巴结构用于材料表面的仿生修饰及其生物学基础研究[D];吉林大学;2014年

10 李素云;多巴胺奖赏通路系统基因变异及其他因素与戒烟成功关系的研究[D];山东大学;2017年

相关硕士学位论文 前10条

1 夏伟伟;聚多巴胺及磺化壳聚糖对PVDF平板膜的表面功能化研究[D];天津工业大学;2018年

2 卢景怡;聚多巴胺包覆聚磷酸钙生物陶瓷的制备与性能研究[D];山东大学;2018年

3 方佳佳;缺电子性金属有机框架用于多巴胺的电化学检测[D];华东师范大学;2018年

4 杨滔;基于多巴胺衍生物有机功能涂层的制备及其性能研究[D];西南交通大学;2018年

5 邓昕e

本文编号：2717914