生物材料的表面構(gòu)建及其對血清蛋白質(zhì)粘附和細(xì)胞行為的影響.pdf

1、生物醫(yī)用材料如納米生物材料和組織再生材料在藥物/基因傳遞控釋和組織修復(fù)方面有著巨大的應(yīng)用。當(dāng)生物材料與生物系統(tǒng)接觸時，會和其中的蛋白質(zhì)發(fā)生特異性或非特異性的相互作用，形成“材料-蛋白”復(fù)合物并決定隨后的細(xì)胞行為。因此，研究材料表面與蛋白、材料表面與細(xì)胞以及蛋白與細(xì)胞之間的相互作用以及它們?nèi)咧g的關(guān)系是組織工程和藥物控釋領(lǐng)域所面臨的一個重要挑戰(zhàn)，也對以后生物材料的設(shè)計具有重大的指導(dǎo)意義。
　　本論文設(shè)計了性質(zhì)不同的生物材料表面，研

2、究了其與蛋白、細(xì)胞之間的相互作用，揭示了通過材料的表面性質(zhì)來調(diào)控其表面的蛋白吸附，進而影響的細(xì)胞行為的機理。具體分為如下幾個部分:
　　首先研究了人纖維蛋白原（Fg）與11-巰基十一烷酸修飾的四種粒徑(5.6 nm、14.2 nm、31.5 nm和64.5 nm)的金納米粒子(AuNPs)之間的相互作用。Fg在較小的AuNPs（5.6 nm和14.2 nm）上的吸附采取side-on模式，且構(gòu)象得到很好保持;而Fg在64.5 nm

3、 AuNPs上的吸附主要采取end-on模式，構(gòu)象破壞嚴(yán)重。當(dāng)Fg達到飽和吸附時，只有64.5 nm AuNPs發(fā)生了嚴(yán)重團聚。
　　研究了三種鏈長不同的巰基烷酸(3MA、11MA和16MA)修飾的5 nm AuNPs對蛋白吸附和細(xì)胞胞吞的影響。三種粒子唯一的區(qū)別就是鏈長不同。隨著鏈長的增加，A549細(xì)胞胞吞MA-AuNPs的量增加，且在細(xì)胞內(nèi)分散性良好。蛋白在三種鏈長不同的MA-AuNPs上的吸附總量沒有顯著性差異，而對細(xì)胞胞吞

4、影響較大的粘附因子(纖粘連蛋白(Fn)、玻粘連蛋白(Vn)、層粘連蛋白(Ln)和纖維蛋白原（Fg））特別是Vn的吸附量隨著鏈長的增加而顯著增加。
　　研究了納米材料表面的性質(zhì)和血清濃度對蛋白吸附和細(xì)胞胞吞的影響。制備了兩種手性的2-巰基乙酰-L(D)-纈氨酸(L(D)-MAV)和聚丙烯酰-L(D)-纈氨酸(L(D)-PAV)修飾的15 nm AuNPs，幾種NPs之間只存在手性差異。在10％牛血清/培養(yǎng)基(10％FBS/DMEM)

5、條件下，A549和HepG2細(xì)胞只對手性信號增強的PAV-AuNPs（是同等濃度的MAV-AuNPs的手性信號的3倍）表現(xiàn)出胞吞差異，且D-PAV-AuNPs大于L-PAV-AuNPs。當(dāng)FBS濃度達到50％，手性對細(xì)胞胞吞沒有影響。說明大量的蛋白在PAV-AuNPs吸附（0.25μg FBS/μg Au）會覆蓋手性效應(yīng)對細(xì)胞胞吞的影響。
　　研究了組織再生材料對蛋白的吸附和細(xì)胞粘附、遷移的影響。組裝聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)和聚二

6、烯丙基二甲基銨鹽酸鹽(PDADMAC)，得到PEI(PSS/PDADMAC)7多層膜，用1M、3M和5M的NaCl處理(Multilayer-1M、Multilayer-3M和Multilayer-5M)。Multilayer-1M表面以PDADMAC為主，帶正電，溶脹度較高;Multilayer-3M和Multilayer-5M表面以PSS為主，帶負(fù)電，其中Multilayer-3M很致密，Multilayer-5M溶脹度最高。纖連蛋

7、白(Fn)分子可以穿進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的無規(guī)卷曲含量最高，其次是Multilayer-5M，最低是Multilayer-1M。Fn的RGD相對活性也是相同的趨勢。細(xì)胞粘附結(jié)果與RGD的相對活性保持一致。細(xì)胞在Multilayer-3M表面粘附太強很難釋放其偽足，移動最慢，而細(xì)胞在Multilayer-5M表面