多巴结构用于材料表面的仿生修饰及其生物学基础研究

发布时间：2019-07-30 08:21

【摘要】：受到贝壳类海洋生物分泌的黏附性蛋白质的结构的启发，有许多学者报道了聚多巴胺的粘附机理和性能。结果表明，多巴胺（3,4-二羟基-苯丙氨酸）以及其他具有类似儿茶酚结构的化合物可沉积在不同材料基体的表面，包括有机、无机和金属材料。利用聚多巴胺层表面的基团进行进一步反应可以在材料表面形成其他的功能层，包括利用自组装形成单分子层、通过长链分子反应形成聚合物层，通过无电沉积形成金属层，以及通过大分子接枝形成的生物活性层。明胶是胶原的水解产物，其主要由组成相同且分子量分布较宽的氨基酸构成，分子量一般在几万至十几万。明胶分子结构上含有大量的羟基及少量的羧基和氨基，具有极强的亲水性。因此，明胶分子中的羧基可以与多巴胺的氨基发生缩合反应。明胶具有其他合成材料无法比拟的生物相容性、可降解性以及生物活性,如:低抗原性、促进细胞粘附等。血管内皮生长因子(VEGF)作为一种强有力的血管生长介质，不仅能特异性地作用于血管内皮细胞，刺激细胞分裂、增生和移行，而且在血管成熟和重塑中起着重要作用，从而达到治疗性血管新生的目的。为了检验固定的生长因子的长期性能，在无机材料表面上共价结合生长因子的方法是令人满意的。然而，，共价结合的作用力很强而且是不可逆的，这种绑定的方式常常降低了生长因子的生物活性。适当的条件下，可解离的生长因子可以促进信号传导，并释放到组织中可以修复受损组织。因此，我们可以利用蛋白质工程的方法固定生长因子，此方法的亲和力比普通的物理吸附作用力强，而且是可逆性的。这种固定方法主要是依靠生长因子结合黏附性的多肽来实现的。本研究利用多巴胺基团中的氨基与重组人明胶分子的羧基发生了缩合反应，形成具有黏附性重组人明胶；通过在材料表面的固定效果和细胞学评价，证明黏附性重组人明胶可以稳定的固定在金属材料表面，有利于细胞的黏附和增殖；本研究首次利用直链淀粉树脂纯化柱和羟基磷灰石纯化柱提纯重组人血管内皮因子，并将重组人血管内皮生长因子和黏附性多肽DOPA在转肽酶A的作用下连接；通过在材料表面的固定效果和细胞学评价，证明了黏附性重组人血管内皮因子改性后的材料表面具有良好的细胞相容性，无论在游离状态下还是固定状态下的黏附性重组人血管内皮生长因子都可以促进细胞增殖。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.08

【参考文献】