功能性自組裝多肽水凝膠的設(shè)計(jì)及在神經(jīng)再生方面的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，神經(jīng)再生一直是醫(yī)學(xué)及組織工程領(lǐng)域的熱門(mén)課題及難題。神經(jīng)一旦受到損傷失去功能，將對(duì)生活造成嚴(yán)重的影響。尤其是中樞神經(jīng)，在受到損傷后難以修復(fù)，往往造成患者終生殘疾，給患者家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。近年來(lái)，組織工程的提出和發(fā)展為神經(jīng)再生帶來(lái)了契機(jī)。利用生物材料支架在損傷區(qū)域構(gòu)建人工細(xì)胞外基質(zhì)，可促進(jìn)神經(jīng)再生，使受損神經(jīng)恢復(fù)并具有功能，具有重要的研究意義和臨床價(jià)值。
　　幾乎所有的細(xì)胞在體內(nèi)都是在三維條件下生長(zhǎng)，但現(xiàn)在的生物醫(yī)學(xué)研

2、究中，細(xì)胞培養(yǎng)大多是在二維條件下進(jìn)行，這與體內(nèi)生長(zhǎng)環(huán)境相差較大，影響細(xì)胞生長(zhǎng)，甚至?xí)鸺?xì)胞基因或者功能變化。因此，材料學(xué)家和生物學(xué)家在構(gòu)建細(xì)胞三維生長(zhǎng)環(huán)境方面進(jìn)行了不懈的努力。自組裝多肽RADA16-I在中性pH或者在金屬離子存在下可發(fā)生自組裝形成納米纖維水凝膠，在結(jié)構(gòu)上模仿了天然細(xì)胞外基質(zhì)，可作為構(gòu)建神經(jīng)細(xì)胞三維生長(zhǎng)和神經(jīng)再生的理想支架材料。但是一個(gè)顯著的缺點(diǎn)是該材料水溶液具有明顯的酸性(pH=3～4)，會(huì)對(duì)機(jī)體和組織造成損傷，大大

3、限制了它在生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　本學(xué)位論文課題對(duì)自組裝短肽RADA16-I進(jìn)行改性，自主設(shè)計(jì)了三種功能性自組裝多肽：RADA16-RGD、RADA16-IKVAV和RADA16-YIGSR，分別具有促進(jìn)細(xì)胞粘附，誘導(dǎo)神經(jīng)軸突伸長(zhǎng)的功能，在中性條件下混合后能夠迅速形成凝膠。我們利用自主設(shè)計(jì)的自組裝多肽在神經(jīng)再生方面開(kāi)展研究。
　　具體的研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、自主設(shè)計(jì)功能性自組裝短肽，通過(guò)多種表征手段，包括AFM

4、、TEM、CD和Raman等技術(shù)，研究不同條件下自組裝短肽形成納米纖維的形貌和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探究時(shí)間、pH、堿的種類(lèi)對(duì)多肽水凝膠結(jié)構(gòu)的影響，并推測(cè)其自組裝機(jī)理；
　　2、設(shè)計(jì)的RADA16-IKVAV和RADA16-RGD分別具有誘導(dǎo)神經(jīng)軸突伸長(zhǎng)和促進(jìn)細(xì)胞粘附的功能，中性條件下二者帶有相反電荷，混合后能夠迅速形成凝膠。在前期研究基礎(chǔ)上，我們進(jìn)一步研究其共組裝機(jī)理，并提出可能的組裝模型。利用該功能性凝膠構(gòu)建神經(jīng)支架，進(jìn)行體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)，