功能性自组装多肽水凝胶的设计及在神经再生方面的应用研究

发布时间：2017-09-25 10:31

  本文关键词：功能性自组装多肽水凝胶的设计及在神经再生方面的应用研究

  更多相关文章： 自组装 多肽 纳米纤维 水凝胶 三维细胞培养 神经修复与再生

【摘要】：近年来,神经再生一直是医学及组织工程领域的热门课题及难题。神经一旦受到损伤失去功能,将对生活造成严重的影响。尤其是中枢神经,在受到损伤后难以修复,往往造成患者终生残疾,给患者家庭和社会带来沉重的负担。近年来,组织工程的提出和发展为神经再生带来了契机。利用生物材料支架在损伤区域构建人工细胞外基质,可促进神经再生,使受损神经恢复并具有功能,具有重要的研究意义和临床价值。几乎所有的细胞在体内都是在三维条件下生长,但现在的生物医学研究中,细胞培养大多是在二维条件下进行,这与体内生长环境相差较大,影响细胞生长,甚至会引起细胞基因或者功能变化。因此,材料学家和生物学家在构建细胞三维生长环境方面进行了不懈的努力。自组装多肽RADA 16-I在中性p H或者在金属离子存在下可发生自组装形成纳米纤维水凝胶,在结构上模仿了天然细胞外基质,可作为构建神经细胞三维生长和神经再生的理想支架材料。但是一个显著的缺点是该材料水溶液具有明显的酸性(p H=3~4),会对机体和组织造成损伤,大大限制了它在生物医学工程领域的应用。本学位论文课题对自组装短肽RADA 16-I进行改性,自主设计了三种功能性自组装多肽:RADA 16-RGD、RADA 16-IKVAV和RADA 16-YIGSR,分别具有促进细胞粘附,诱导神经轴突伸长的功能,在中性条件下混合后能够迅速形成凝胶。我们利用自主设计的自组装多肽在神经再生方面开展研究。具体的研究内容如下:1、自主设计功能性自组装短肽,通过多种表征手段,包括AFM、TEM、CD和Raman等技术,研究不同条件下自组装短肽形成纳米纤维的形貌和结构特点,探究时间、p H、碱的种类对多肽水凝胶结构的影响,并推测其自组装机理;2、设计的RADA16-IKVAV和RADA16-RGD分别具有诱导神经轴突伸长和促进细胞粘附的功能,中性条件下二者带有相反电荷,混合后能够迅速形成凝胶。在前期研究基础上,我们进一步研究其共组装机理,并提出可能的组装模型。利用该功能性凝胶构建神经支架,进行体内、体外实验,验证其对神经再生的作用;3、短肽RADA16-IKVAV小分子与生物大分子丝素蛋白相互作用的初步研究。
【关键词】：自组装 多肽 纳米纤维 水凝胶 三维细胞培养 神经修复与再生
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ427.26;R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 引言9-10
• 1.2 自组装多肽水凝胶10-14
• 1.2.1 水凝胶的分类及区别10-11
• 1.2.2 自组装多肽水凝胶设计11-14
• 1.3 功能性自组装多肽水凝胶的研究及应用14-16
• 1.3.1 功能性多肽水凝胶的自组装研究14-15
• 1.3.2 多肽水凝胶在神经再生方面的应用15-16
• 1.4 多肽水凝胶与大分子相互作用的初步研究16-17
• 1.4.1 多肽小分子和生物大分子结合物在神经再生方面的应用研究16-17
• 1.5 本论文主要研究内容17-18
• 第二章 功能性自组装多肽水凝胶的设计及研究18-43
• 2.1 引言18
• 2.2 实验部分18-23
• 2.2.1 设计短肽序列18-19
• 2.2.2 实验所用仪器和药品19
• 2.2.3 原材料及药品19-20
• 2.2.4 材料制备20
• 2.2.5 材料表征方法及待制样方法20-23
• 2.2.5.1 Zeta电位20
• 2.2.5.2 原子力探针显微镜(AFM)20-21
• 2.2.5.3 常温透射电子显微镜(TEM)21-22
• 2.2.5.4 冷冻透射电子显微镜(Cryo-TEM)22
• 2.2.5.5 圆二色谱(CD)22
• 2.2.5.6 红外光谱(FTIR)22-23
• 2.2.5.7 拉曼光谱(Raman)23
• 2.2.5.8 流变(Rheology)23
• 2.3 结果与讨论23-42
• 2.3.1 功能性自组装多肽理化性能23-27
• 2.3.2 多肽的形貌分析27-35
• 2.3.2.1 AFM形貌分析27-34
• 2.3.2.2 TEM形貌分析34-35
• 2.3.3 多肽的结构分析35-38
• 2.3.4 Raman光谱分析38-39
• 2.3.5 流变性能分析39-42
• 2.4 本章小结42-43
• 第三章 功能性自组装多肽水凝胶的机理及在神经再生方面的应用研究43-60
• 3.1 引言43
• 3.2 实验部分43-52
• 3.2.1 实验所用仪器和药品43-45
• 3.2.1.1 实验仪器及样品制备、实验方法43-44
• 3.2.1.2 实验原材料及试剂44-45
• 3.2.2 材料表征45-52
• 3.3 生物学实验部分52-58
• 3.3.1 细胞活性实验53-54
• 3.3.2 细胞分化实验54-55
• 3.3.3 体内损伤模型实验55-58
• 3.4 本章小结58-60
• 第四章 生物大分子和多肽小分子相互作用的初步研究60-64
• 4.1 引言60
• 4.2 实验仪器及材料60-61
• 4.2.1 实验仪器及表征方法60
• 4.2.2 丝素蛋白的制备60-61
• 4.3 实验方法61
• 4.4 结果与讨论61-62
• 4.5 二级结构研究62
• 4.6 RADA16-IKVAV/SF界面在药物控释方面的应用研究62-63
• 4.7 本章小结63-64
• 第五章 全文总结64-65
• 5.1 主要结论64-65
• 参考文献65-71
• 在学期间发表论文71-72
• 致谢72

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本文编号：916832