磺化殼聚糖改性硅基材制備生物功能材料.pdf

1、磺化多糖或多糖硫酸酯化物質(zhì)廣泛存在于生物體內(nèi),它們擔(dān)負著細胞與組織結(jié)構(gòu)組成以及細胞生長和血液抗凝狀態(tài)調(diào)節(jié)的功能。人體中的磺化多糖主要包括肝素和類肝素等物質(zhì),其中,肝素的作用最為顯著。研究表明,肝素生物學(xué)活性的實現(xiàn)是由其特異的蛋白質(zhì)結(jié)合活性造成的。肝素可以和抗凝血酶、生長因子以及溶菌酶等產(chǎn)生較強的相互作用,并進而影響這些蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能,因此肝素在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用價值。然而,肝素結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且不同來源的肝素生物活性存在較大的差異

2、,研究表明利用結(jié)構(gòu)簡單的殼聚糖,通過定位磺化修飾作用制備類肝素衍生物可以達到類似肝素的多種穩(wěn)定的生物活性和功能,如抗氧化、抗病毒、抗腫瘤、抗凝血、抗細菌等,它們在生物醫(yī)藥等領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。
　　通過表面接枝的手段將定位磺化殼聚糖修飾到材料表面,可賦予材料獨特的生物活性和功能。由于3,6-O-磺化殼聚糖(36S)和6-O-磺化殼聚糖(6S)對溶菌酶具有良好的特異性結(jié)合能力,因此,我們提出將36S和6S接枝到硅基材表面,通過它們

3、特殊的生物學(xué)活性,制備具有獨特性質(zhì)的生物功能材料。具體內(nèi)容如下:
　　1.利用氯磺酸途徑合成制備定位磺化殼聚糖,選取對硝基苯酚氯甲酯(NPC)方法將其接枝到材料表面,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)體系的pH值、磺化殼聚糖溶液的濃度以及反應(yīng)時間和溫度,研究了材料表面的浸潤性及表面電荷的狀態(tài)。結(jié)果表明,在磷酸鹽緩沖液(PB,pH=5.7)中,磺化殼聚糖溶液濃度為1.0 mg/ml時,30℃反應(yīng)24 h可得到改性效果較好的硅基材表面。
　　2.通過

4、NPC的方法,成功在Si表面接枝修飾36S,制備了一種可重復(fù)利用的抗菌材料。該表面由于 Si-36S對溶菌酶(Lyz)的特異性結(jié)合作用,且保持 Lyz的水解活性,因此可實現(xiàn)高效的抗菌作用。同時,在高濃度鹽溶液的處理下,Si-36S與Lyz復(fù)合物可發(fā)生解離,因此,通過4.0 M NaCl溶液清洗能使材料表面活性再生,達到其抗菌性能的可循環(huán)性。
　　3.通過氫氟酸化學(xué)腐蝕的方法在Si片表面制備具有納米線簇的硅納米線陣列(SiNWAs)

5、表面,再在其表面接枝修飾定位磺化殼聚糖6S,制備了一種具有多種功能的生物材料。即首先納米材料比表面積大,增加了表面對Lyz蛋白的結(jié)合量及活性,大大的提高了材料的抗菌性能;其次這種改性材料具有良好的生物相容性,不論是L929細胞還是Hela細胞,都能很好地在其表面黏附和生長;另外,利用SiNWAs的物理穿刺效應(yīng)及6S與DNA-PEI復(fù)合物的結(jié)合性質(zhì),達到對基因的高效負載和釋放,提高了細胞(Hela、stem cell)的基因轉(zhuǎn)染效率。