新型抗生物黏附功能化水凝胶治疗糖尿病溃疡的应用基础研究

发布时间：2017-08-31 17:17

  本文关键词：新型抗生物黏附功能化水凝胶治疗糖尿病溃疡的应用基础研究

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【摘要】：作为一种终身性慢性疾病,糖尿病可导致一系列严重的神经和血管并发症,其人群中的高发病率不仅给发达国家带来沉重的医疗负担,而且随着人们生活水平的提高和生活方式的改变,欠发达地区的糖尿病发病率亦逐年攀升。其中,因其疾病发生和进程中受到多种因素影响,糖尿病足溃疡已成为领域内众所周知的难愈性溃疡,临床预后不佳,更可导致坏疽而截肢,极大地降低了患者的生活质量和主观幸福感。本文基于糖尿病足溃疡难以治愈这一科研和临床领域共有的难题,针对伤口局部微环境中细胞外基质和生长因子两方面因素,融合细胞外基质类似物——天然高分子材料葡聚糖和壳聚糖,设计并合成旨在促进伤口愈合的新型功能化水凝胶材料。以巯基化壳聚糖与马来酸化葡聚糖为基本原料,通过迈克尔加成反应制备出一系列三维网络状的新型复合水凝胶。制备条件仅需在弱碱性环境下,简单温和,无须额外添加催化剂或引发剂等有毒有害物质,有效避免了化学合成产物的生物毒性问题,极大拓宽其在生物医药领域的应用。通过调节巯基和马来酸双键的摩尔比和材料浓度得到不同浓度的五种比例水凝胶,对其进行冷场发射扫描电子显微镜观察发现,所有水凝胶切面微观形态学均呈典型的三维孔洞结构,这种多微孔结构使不同水凝胶的溶胀性能均高达900%以上,并可在30 min内迅速达到平衡,为其应用于细胞增殖和药物载体材料奠定了良好基础。MTT分析结果可见,浓度低于4 mg/mL的水凝胶与NIH 3T3细胞共培养24 h和48 h后的细胞相对增值率均在80%以上,说明水凝胶的细胞毒性低,拥有优良的生物相容性,也验证了上述制备条件简单所带来的益处。物理性质方面的流变学性能测试结果显示,随着角频率由0.1 rad/s增加至100 rad/s,不同比例水凝胶的损耗模量G"均小于储存模量G',说明水凝胶形态在以上角频率范围内均可保持完好,不受破坏,可在正常移动和搬运过程中保持物理性质稳定。为进一步克服传统敷料易粘连伤口,更换敷料时易破坏新生上皮组织引起再次出血加重病情的问题,本文再次优化材料比例,制备出正负电荷相等的抗生物黏附的功能化水凝胶。以激光共聚焦扫描显微镜和冷场发射扫描电子显微镜分别评估凝胶表面细菌和细胞的黏附情况,分别在400和2000倍镜下发现,与普通比例水凝胶相比,抗黏附水凝胶表面和内部对细菌和细胞的黏附显著减少,证实不黏附细菌的抗黏附新性能和不黏附细胞的不粘连伤口皮肤新性能。依据溃疡微环境中生长因子缺乏的特征,进行负载碱性成纤维细胞因子的抗生物黏附水凝胶材料促进糖尿病难愈性溃疡愈合的体内研究,以链脲佐菌素成功造模后的糖尿病SD大鼠为实验对象,于背部消毒备皮后造成直径为1.2 cm的全层皮肤缺损伤口。实验共分为四组,分别为单纯抗生物黏附水凝胶组、抗生物黏附水凝胶+碱性成纤维细胞因子组、单纯碱性成纤维细胞因子组和生理盐水对照组。利用T检验对组间创面愈合情况进行统计学分析,并进一步比较伤口新生肉芽组织的组织形态学结果和增殖细胞核抗原与血管内皮生长因子的免疫组织化学结果,发现与其他三组相较,水凝胶+碱性成纤维细胞因子组实验动物第5天伤口即开始明显缩小,并率先于第13天完全愈合。因此,负载碱性成纤维细胞因子的抗生物黏附的功能化水凝胶可通过调节细胞生长因子、形成伤口抗感染保护层并提供细胞生长所需的优良湿润环境进而加快伤口修复,为治疗糖尿病难愈性溃疡提供一条新思路,有望在不久的将来作为伤口敷料应用于临床。
【关键词】：糖尿病足溃疡 水凝胶 抗黏附 伤口敷料 碱性成纤维细胞因子
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R587.2
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 缩略语/符号说明10-11
• 前言11-14
• 研究现状、成果11-13
• 研究目的、方法13-14
• 1 对象和方法14-21
• 1.1 主要材料与试剂14
• 1.2 主要仪器与设备14-15
• 1.3 巯基化壳聚糖的制备与巯基含量测定15
• 1.4 马来酸化葡聚糖的制备与马来酸取代度测定15-16
• 1.5 巯基化壳聚糖/马来酸化葡聚糖复合水凝胶的制备16
• 1.6 水凝胶的核磁和红外表征16
• 1.7 水凝胶的形态学表征16
• 1.8 水凝胶溶胀性能测试16
• 1.9 水凝胶流变学性能检测16-17
• 1.10 水凝胶的生物相容性评价17
• 1.10.1 细胞培养17
• 1.10.2 凝胶浸出液的制备17
• 1.10.3 MTT法17
• 1.11 抗生物黏附水凝胶的制备17-18
• 1.12 抗生物黏附水凝胶对细菌的黏附能力测定18
• 1.13 抗生物黏附水凝胶对细胞的黏附能力测定18
• 1.14 负载bFGF的CSDM水凝胶促进伤口愈合的体内研究18-20
• 1.14.1 bFGF稀释液的制备19
• 1.14.2 负载bFGF的CSDM水凝胶的制备19
• 1.14.3 动物实验19-20
• 1.14.4 开放伤口愈合情况记录20
• 1.14.5 组织样本采集20
• 1.15 组织形态学测试20
• 1.16 免疫组织化学测试20-21
• 2 结果21-35
• 2.1 巯基化壳聚糖的成功制备与巯基含量21
• 2.2 马来酸化葡聚糖的成功制备与马来酸取代度21-22
• 2.3 水凝胶的成功制备22-23
• 2.4 水凝胶形态学23-25
• 2.5 水凝胶溶胀性能25
• 2.6 水凝胶流变性能25-26
• 2.7 水凝胶的生物相容性26-28
• 2.8 抗生物黏附水凝胶的制备28
• 2.9 抗生物黏附水凝胶对细菌的黏附能力28-30
• 2.10 抗生物黏附水凝对细胞的黏附能力30-31
• 2.11 负载bFGF的CSDM水凝胶促进伤口愈合的体内研究31-32
• 2.12 H&E染色结果32-33
• 2.13 免疫组织化学结果33-35
• 3 讨论35-37
• 3.1 CSDM水凝胶的基本性能35
• 3.2 不同比例水凝胶的流变学性能35
• 3.3 细菌和细胞对抗生物黏附水凝胶的黏附35-36
• 3.4 负载bFGF的CSDM水凝胶促愈合作用36-37
• 结论37-38
• 参考文献38-45
• 发表论文和参加科研情况说明45-46
• 综述 糖尿病足溃疡的伤口敷料研究现状46-64
• 综述参考文献56-64
• 致谢64-66
• 个人简历66

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1 刘风华,姜在e，

本文编号：766870