家蚕丝素蛋白自组装行为及其在药物缓释方面的研究

发布时间：2017-10-10 17:12

  本文关键词：家蚕丝素蛋白自组装行为及其在药物缓释方面的研究

  更多相关文章： 丝素蛋白 构象 自组装 微球 多孔支架 药物缓释

【摘要】：家蚕丝由于其良好的透气性、较强的吸湿性、舒适的触感性、特殊的光泽及优异的力学性等特点,使得数千年以来人类对其一直保持高涨的研究热情。近年来国内外对于蚕丝蛋白(silk fibroin,简称SF)的应用已从传统的纺织服装领域向生物医药领域渗透。蚕丝蛋白由于其优异的可生物降解性和生物相容性而广泛应用于伤口敷料、手术缝合线、组织工程及药物缓释等方面。丝素蛋白可以加工成成各种形状,例如纤维、膜、凝胶、微球及多孔材料等以满足不同形式的需要。作为药物或者基因等物质的载体,纳米、微米体系有利于物质的缓慢释放从而达到控释的效果,因此对丝素纳米、微米微球的深入研究具有极高的价值。丝素蛋白自组装制备丝素蛋白微球是当前生物材料研究领域里最具活力的,原因之于人类许多疾病源于蛋白质折叠异常。分子自组装即分子间的非共价键相互作用形成一类结构明确、稳定、具有某种特定性能的分子聚集体结构的过程;缓释系统是指药物在控释载体的作用下按零级速率或恒速释放,使得血液中药物浓度更加平稳。在本论文的研究中,我们发现丝素蛋白溶液在特定的条件下通过自组装可形成具有规整结构的微球以及多孔支架材料,并且工艺过程简单,无需接触有毒性的有机溶剂等有害物质。再此基础上我们对制得的纳微米微球以及多孔支架在药物缓释方面的应用进行了初步的研究,如以丝素蛋白微球、支架材料为载体,药物的缓释控释。研究中,我们系统地考察了冷冻条件下,丝素蛋白溶液在聚乙二醇(PEG)和吐温(Tween-20)的协同作用下自组装形成纳微米微球的过程。我们利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、动态光散射、激光粒度仪及红外等仪器对丝素蛋白微球的形貌、粒径及结构进行了表征。研究表明在相对简单的制备条件下,所制备的丝素蛋白微球具有规整的球形结构、良好的分散性及稳定性,并且通过调节丝蛋白浓度,诱导剂、稳定剂或者分散剂添加量等参数可制备出形貌较好、粒径分布为500~2000 nm且粒径可控的单分散丝素蛋白微球。丝素蛋白多孔支架的形成是丝素蛋白分子在特定条件下自组装形成的,形成过程整合了模板制备、丝素蛋白溶液浇灌模板以及丝素蛋白在一定条件下的结构转变。以聚苯乙烯(PS)微球为致孔剂制备排列有序的微球模板,通过浇灌丝素蛋白溶液,然后溶去致孔剂微球,最终形成的丝素蛋白多孔支架开口式结构规整有序,空隙相互贯通并具有较好的力学性能。本课题研究中,我们制备的丝素蛋白多孔支架材料的孔径2μm左右、孔隙率达80%以上,并且对丝素蛋白浓度、正丁醇添加与否对多孔支架形貌及构象的影响也进行了研究。在成功制备丝素蛋白纳微米微球和多孔支架的基础上,对于其在药物缓释方面的应用进行了简单研究。我们分别用丝素蛋白微球和多孔支架负载抗癌药物盐酸阿霉素,并对其药物缓释的性能及机理进行了考察。结果表明缓释初期药物快速释放,后期药物基本恒速释放,所以这不仅延长了药物的释放时间而且大大降低了药物对于生物体的副作用,从而提高了药物的利用率。综上所述,本文通过家蚕丝素自组装的方法制备了丝素蛋白微球及多孔支架,并对其在生物医药领域的应用进行了初步探索,探索结果表明丝素蛋白在药物缓释方面具有很好的应用前景,为实现载药丝素蛋白微球的体内释放及载药多孔支架用于组织修复方面的研究奠定了良好的基础。
【关键词】：丝素蛋白 构象 自组装 微球 多孔支架 药物缓释
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 中文摘要4-6
• abstract6-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 蚕丝蛋白的研究背景11-14
• 1.1.1 蚕丝的结构及化学组成11-13
• 1.1.2 蚕丝蛋白的构象及聚集态结构13-14
• 1.2 蚕丝蛋白材料的研究现状14-22
• 1.2.1 基于丝素蛋白材料的制备14-20
• 1.2.2 丝素蛋白材料在生物医学领域的应用20-22
• 1.3 课题的研究目的主要内容22-24
• 第二章 丝素蛋白微球的制备24-41
• 2.1 引言24-25
• 2.2 实验部分25-30
• 2.2.1 材料与试剂25
• 2.2.2 丝素蛋白溶液的制备25-28
• 2.2.3 丝素蛋白微球的制备方法28
• 2.2.4 丝素蛋白微球的表征28-30
• 2.3 结果与讨论30-40
• 2.3.1 丝素蛋白自组装行为扫描电镜（SEM）研究30-34
• 2.3.2 丝素蛋白自组装行为的透射电镜（TEM）研究34-35
• 2.3.3 丝素蛋白自组装行为的动态光散射研究35-36
• 2.3.4 丝素蛋白微球自组装行为的构象研究36-40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 丝素蛋白微球在药物缓释方面的应用41-53
• 3.1 引言41
• 3.2 实验部分41-44
• 3.2.1 材料与试剂41-42
• 3.2.2 阿霉素负载丝素蛋白微球的制备及其体外缓释性能的考察42-44
• 3.3 结果与讨论44-52
• 3.3.1 阿霉素负载丝素蛋白微球的形貌表征44-46
• 3.3.2 XRD测试46-47
• 3.3.3 载药率和包封率的测定47-49
• 3.3.4 阿霉素负载丝素蛋白微球体外缓释性能的研究49-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 有序多孔丝素支架的制备及其药物缓释53-67
• 4.1 引言53
• 4.2 实验部分53-56
• 4.2.1 材料与试剂53-54
• 4.2.2 丝素蛋白溶液的制备54
• 4.2.3 有序多孔丝素支架的制备54
• 4.2.4 有序多孔丝素支架的表征54-55
• 4.2.5 阿霉素负载有序多孔丝素支架的制备55
• 4.2.6 阿霉素负载有序多孔丝素支架的载药率、包封率的计算及其体外缓释55-56
• 4.3 结果与讨论56-65
• 4.3.1 PS微球模板的形貌56
• 4.3.2 有序多孔丝素支架SEM研究56-58
• 4.3.3 有序多孔丝素支架孔径及孔隙率的研究58-60
• 4.3.4 有序多孔丝素支架的力学性能研究60-62
• 4.3.5 有序多孔丝素支架的构象研究62-63
• 4.3.6 阿霉素负载有序多孔丝素蛋白支架的载药率、包封率及其缓释性能63-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 结论及课题展望67-69
• 5.1 结论67-68
• 5.2 课题展望68-69
• 参考文献69-79
• 攻读硕士学位期间公开发表的文章79-80
• 致谢80-81

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