生物材料的表面构建及其对血清蛋白质粘附和细胞行为的影响

发布时间：2018-11-10 19:27

【摘要】：生物医用材料如纳米生物材料和组织再生材料在药物／基因传递控释和组织修复方面有着巨大的应用。当生物材料与生物系统接触时,会和其中的蛋白质发生特异性或非特异性的相互作用,形成“材料-蛋白”复合物并决定随后的细胞行为。因此,研究材料表面与蛋白、材料表面与细胞以及蛋白与细胞之间的相互作用以及它们三者之间的关系是组织工程和药物控释领域所面临的一个重要挑战,也对以后生物材料的设计具有重大的指导意义。本论文设计了性质不同的生物材料表面,研究了其与蛋白、细胞之间的相互作用,揭示了通过材料的表面性质来调控其表面的蛋白吸附,进而影响的细胞行为的机理。具体分为如下几个部分：首先研究了人纤维蛋白原(Fg)与11-巯基十一烷酸修饰的四种粒径(5.6 nm、 14.2 nm、31.5 nm和64.5nm)的金纳米粒子(AuNPs)之间的相互作用。Fg在较小的AuNPs(5.6nm和14.2nm)上的吸附采取side-on模式,且构象得到很好保持；而Fg在64.5 nm AuNPs上的吸附主要采取end-on模式,构象破坏严重。当Fg达到饱和吸附时,只有64.5 nm AuNPs发生了严重团聚。研究了三种链长不同的巯基烷酸(3MA.11MA和16MA)修饰的5 nm AuNPs对蛋白吸附和细胞胞吞的影响。三种粒子唯一的区别就是链长不同。随着链长的增加,A549细胞胞吞MA-AuNPs的量增加,且在细胞内分散性良好。蛋白在三种链长不同的MA-AuNPs上的吸附总量没有显著性差异,而对细胞胞吞影响较大的粘附因子(纤粘连蛋白(Fn)、玻粘连蛋白(Vn)、层粘连蛋白(Ln)和纤维蛋白原(Fg))特别是Vn的吸附量随着链长的增加而显著增加。研究了纳米材料表面的性质和血清浓度对蛋白吸附和细胞胞吞的影响。制备了两种手性的2-巯基乙酰-L(D)-缬氨酸(L(D)-MAV)和聚丙烯酰-L(D)-缬氨酸(L(D)-PAV)修饰的15 nm AuNPs,几种NPs之间只存在手性差异。在10%牛血清／培养基(10% FBS/DMEM)条件下,A549和HepG2细胞只对手性信号增强的PAV-AuNPs(是同等浓度的MAV-AuNPs的手性信号的3倍)表现出胞吞差异,且D-PAV-AuNPs大于L-PAV-AuNPs。当FBS浓度达到50%,手性对细胞胞吞没有影响。说明大量的蛋白在PAV-AuNPs吸附(0.25μgFBS/μgAu)会覆盖手性效应对细胞胞吞的影响。研究了组织再生材料对蛋白的吸附和细胞粘附、迁移的影响。组装聚苯乙烯磺酸钠(PSS)和聚二烯丙基二甲基铵盐酸盐(PDADMAC),得到PEI(PSS/PDADMAC)7多层膜,用1M、3M和5M的NaCl处理(Multilayer-1M、 Multilayer-3M和Multilayer-5M)。Multilayer-1M表面以PDADMAC为主,带正电,溶胀度较高；Multilayer-3M和Multilayer-5M表面以PSS为主,带负电,其中Multilayer-3M很致密,Multilayer-5M溶胀度最高。纤连蛋白(Fn)分子可以穿进Multilayer-1M和Multilayer-5M里面,然而Fn只在Multilayer-3M表面吸附。在Multilayer-3M吸附的Fn的无规卷曲含量最高,其次是Multilayer-5M,最低是Multilayer-1M。Fn的RGD相对活性也是相同的趋势。细胞粘附结果与RGD的相对活性保持一致。细胞在Multilayer-3M表面粘附太强很难释放其伪足,移动最慢,而细胞在Multilayer-5M表面粘附较好,迁移最快。
[Abstract]:The biological medical materials, such as nano-biological materials and tissue regeneration materials, have great application in drug/ gene delivery controlled release and tissue repair. When the biological material is in contact with the biological system, the 鈥渕aterial-protein鈥，

本文编号：2323391