纳米金杂化微凝胶修饰神经界面

发布时间：2020-04-09 05:23

【摘要】：神经界面作为机体与材料之间信息交换的平台,其性质决定了材料能否成功适应机体环境并发挥作用。化学修饰、形貌修饰、电性能修饰等是常用的进一步提高神经界面性能的表面修饰策略,以获得更有利于神经元粘附与分化,同时减小或避免诱发炎症反应的表面。本课题组前期工作表明,利用带正电荷微凝胶(MG)修饰基底表面,可促进神经元的粘附与分化,同时表面上的MG可充当负载利于神经界面的疏水性物质的容器。为进一步拓展此类基于MG的表面的功能,本文将纳米金掺杂到MG中,然后以此杂化微凝胶修饰基底表面,研究了该表面上PC12细胞的粘附分化行为,并初步分析了NIH3T3成纤维细胞与BV2小胶质细胞的生长行为。以环氧-氨基点击加成获得的MG为还原剂与稳定剂,加入氯金酸(HAuCl_4)制备纳米金杂化微凝胶(Au/MG)。研究了反应温度和投料比(MG:HAuCl_4)对生成产物的影响。发现70°C更有利于反应进行,由于动力学因素和高温诱导温敏性MG收缩使局部链段浓度增加的协同作用导致。改变投料比可实现产物结构控制:投料比较高,产物以分散良好的纳米金掺杂的微凝胶结构为主;降低投料比,纳米金逐渐变为短簇状甚至链状结构,微凝胶本体结构更加松散甚至消失。ATR-FTIR表征发现:氯金酸的还原主要依靠MG中氨基与羟基基团,氨基被氧化为酰胺,邻羟基被氧化为羧基并致使微凝胶的交联结构发生不同程度的解体。此外,对分散良好的纳米金杂化微凝胶Au/MG-2的研究表明:其在4°C可保存五个月;对pH敏感,体现出两性性质;纳米金的引入使其对电极电性能影响较MG小;仍可负载尼罗红(疏水药物模型)。溶液中悬浮态Au/MG-2对L929细胞的IC_(50)高于MG,表明Au/MG-2具有相对更好的生物相容性。将Au/MG-2分别以正电或者负电粒子通过静电作用沉积到表面上时,发现在其表面上的PC12细胞有较好的粘附与分化行为,细胞的轴突或树突与Au/MG-2有直接接触,突起在经过颗粒表面后可以继续延伸,且有向着表面其他颗粒生长的趋势。一定程度上,控制表面颗粒密度可调控PC12细胞分化行为。对表面上NIH3T3细胞粘附增殖分析,发现在带正电的Au/MG-2表面上细胞粘附最少,增殖速率最慢,在带负电的Au/MG-2表面上细胞粘附数目多且增殖快。因此,带正电的Au/MG-2在神经界面修饰中的潜能比带负电的Au/MG-2大。通过BV2小胶质细胞的体外培养,发现其在带正电的Au/MG-2表面可以粘附与生长。从形貌上看,部分粘附的BV2细胞呈圆形,这种形态的细胞的活化程度有待后续借助相关炎症因子的表征来进一步分析。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ427.26;TB383.1

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