生物材料的表面構建及其對血清蛋白質粘附和細胞行為的影響.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方面有著巨大的應用。當生物材料與生物系統(tǒng)接觸時，會和其中的蛋白質發(fā)生特異性或非特異性的相互作用，形成“材料-蛋白”復合物并決定隨后的細胞行為。因此，研究材料表面與蛋白、材料表面與細胞以及蛋白與細胞之間的相互作用以及它們三者之間的關系是組織工程和藥物控釋領域所面臨的一個重要挑戰(zhàn)，也對以后生物材料的設計具有重大的指導意義。
　　本論文設計了性質不同的生物材料表面，研

2、究了其與蛋白、細胞之間的相互作用，揭示了通過材料的表面性質來調控其表面的蛋白吸附，進而影響的細胞行為的機理。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，構象破壞嚴重。當Fg達到飽和吸附時，只有64.5 nm AuNPs發(fā)生了嚴重團聚。
　　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細胞胞吞MA-AuNPs的量增加，且在細胞內分散性良好。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和血清濃度對蛋白吸附和細胞胞吞的影響。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FBS濃度達到50％，手性對細胞胞吞沒有影響。說明大量的蛋白在PAV-AuNPs吸附（0.25μg FBS/μg Au）會覆蓋手性效應對細胞胞吞的影響。
　　研究了組織再生材料對蛋白的吸附和細胞粘附、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。細胞粘附結果與RGD的相對活性保持一致。細胞在Multilayer-3M表面粘附太強很難釋放其偽足，移動最慢，而細胞在Multilayer-5M表面