鋰皂石或羥基磷灰石摻雜的靜電紡納米纖維的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究.pdf

1、靜電紡納米纖維具有極高的比表面積、高孔隙率和互通的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。由于具備主體高分子和客體引入物的雙重性質(zhì)，有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維激起了科研工作者們濃厚的興趣。聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)具有良好的細(xì)胞相容性和生物降解性。γ-聚谷氨酸(γ-PGA)是由微生物合成的一種天然高分子材料，具有良好的細(xì)胞相容性和生物降解性。本文以上述兩種高分子材料為主體，制備了基于上述兩種高分子物質(zhì)的有機(jī)或有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維，

2、研究了這些靜電紡納米纖維的生物相容性、載藥和釋藥以及細(xì)胞生物響應(yīng)規(guī)律，探討了它們作為組織工程支架材料或藥物載體材料的應(yīng)用前景。
　　 據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，LAP具有“類三明治”的立體結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)使其具有容納其他小分子物質(zhì)的能力。本文第二章選擇LAP作為抗腫瘤藥物阿霉素鹽酸鹽(DOX)的載體，通過(guò)物理攪拌的方式直接獲得負(fù)載有DOX的LAP/DOX納米顆粒，評(píng)價(jià)了LAP/DOX納米顆粒對(duì)DOX的釋放特性和體外抗腫瘤活性。結(jié)果表明:當(dāng)LAP

3、和DOX的濃度分別為3mg/mL和1mg/mL時(shí)，LAP對(duì)DOX的負(fù)載效率可以高達(dá)98.3(±)0.77％。X-射線衍射(XRD)分析結(jié)果證明DOX主要通過(guò)與LAP(001)晶面相互作用的方式負(fù)載于LAP的內(nèi)部空腔中。LAP/DOX對(duì)DOX的釋放顯示出pH依賴性:在正常的生理?xiàng)l件下(pH=7.4)，DOX的釋放速率較慢;而在弱酸性條件下（模擬腫瘤環(huán)境，pH=5.4）釋放較快?？拱┗钚栽u(píng)價(jià)結(jié)果表明，和純DOX相比，LAP/DOX能更有效地

4、抑制人口腔上皮癌細(xì)胞（KB細(xì)胞）的增殖。
　　 本文第三章通過(guò)靜電紡絲制備出了不同比例鋰皂石(LAP，1wt.‰3wt.％和5wt.％)摻雜的PLGA/LAP納米纖維，研究了摻雜的LAP對(duì)纖維表面親水性能、機(jī)械性能和細(xì)胞相容性的影響。結(jié)果表明:摻雜的LAP可以降低PLGA納米纖維的直徑和孔隙率，提高其機(jī)械性能、表面親水性能和蛋白質(zhì)吸附性能。所得的PLGA/LAP復(fù)合納米纖維具有良好的細(xì)胞相容性和血液相容性。許多研究證明了含硅粘土

5、在體外培養(yǎng)的條件下可以誘導(dǎo)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hMSC)的成骨分化。本章探究了PLGA/LAP復(fù)合納米纖維在體外培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞成骨分化的能力。使用刃天青還原法分析了hMSC在PLGA/LAP納米纖維表面的增殖能力;通過(guò)檢驗(yàn)單個(gè)hMSC產(chǎn)生的堿性磷酸酶、細(xì)胞外骨鈣素以及組織化學(xué)分析系統(tǒng)地評(píng)價(jià)了hMSC在PLGA/LAP納米纖維表面培養(yǎng)21d后成骨分化情況。結(jié)果表明，hMSC在PLGA/LAP復(fù)合納米纖維表面可以正常增殖。在

6、生長(zhǎng)培養(yǎng)基中(不含地塞米松(DEX))，純PLGA納米纖維不能誘導(dǎo)hMSC成骨分化，而在PLGA/LAP復(fù)合納米纖維表面培養(yǎng)的hMSC卻發(fā)生了成骨分化，表明摻雜的少量LAP可以促進(jìn)hMSC的成骨分化，這對(duì)PLGA及其復(fù)合納米纖維在骨組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要指導(dǎo)意義。
　　 在第二章和第三章的研究基礎(chǔ)上，本文第四章選用阿莫西林（AMX）為模型藥物，將AMX負(fù)載于LAP片層中，然后將制備的LAP/AMX分散于PLGA紡絲液中，利用

7、靜電紡絲制備出PLGA/LAP/AMX復(fù)合納米纖維。研究了PLGA/LAP/AMX納米纖維對(duì)AMX的釋放動(dòng)力學(xué)，評(píng)價(jià)了PLGA/LAP/AMX納米纖維的細(xì)胞相容性和抗菌性能。結(jié)果表明:LAP可以成功地負(fù)載AMX，最優(yōu)負(fù)載效率為9.76(±)0.57％。AMX從PLGA/LAP/AMX納米纖維中的釋放可以分為先快速釋放后持續(xù)釋放的兩個(gè)階段。PLGA/LAP/AMX載藥納米纖維在固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基中均可以有效地抑制金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)。

8、3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴鹽比色法結(jié)果證明PLGA/LAP/AMX載藥納米纖維具有良好的細(xì)胞相容性，在傷口敷料領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本文第五章分析了不同參數(shù)對(duì)靜電紡制備γ-PGA納米纖維形貌的影響機(jī)理，得到了一組最優(yōu)的制備γ-PGA納米纖維的工藝參數(shù)。通過(guò)改變?chǔ)?PGA紡絲液中三氟乙酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)γ-PGA納米纖維形貌的可控制備。在1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亞胺耦合作用下

9、，將γ-PGA納米纖維表面的羧基與胱胺二鹽酸鹽或第二代聚酰胺-胺樹(shù)狀大分子(G2.NH2)進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)γ-PGA納米纖維的水穩(wěn)定性處理。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的γ-PGA納米纖維具有良好的細(xì)胞相容性，在組織工程等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
　　 本文第六章選用另外一種常用的無(wú)機(jī)納米顆粒-納米羥基磷灰石(n-HA)，分別用化學(xué)方法和物理方法制備出了n-HA復(fù)合材料?；瘜W(xué)方法系首先在n-HA表面鏈接一層氨丙基三乙氧基硅烷(A

10、PTS)，在APTS氨基的介導(dǎo)作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)n-HA表面的乙酰化和羧基化修飾。物理方法系將n-HA均勻分散到γ-PGA紡絲液中，通過(guò)靜電紡絲法制備出γ-PGA/n-HA復(fù)合納米纖維。結(jié)果表明:可以通過(guò)APTS的介導(dǎo)作用實(shí)現(xiàn)對(duì)n-HA表面的乙?；螋然揎?。除了n-HA-APTS外，表面修飾有乙?；汪然膎-HA均具有良好的細(xì)胞相容性和血液相容性。n-HA對(duì)γ-PGA納米纖維形貌無(wú)明顯的影響;紡絲液中的三氟乙酸不會(huì)破壞n-HA的化學(xué)結(jié)構(gòu)