鋰皂石或羥基磷灰石摻雜的靜電紡納米纖維的生物醫(yī)學應用研究.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)，可模擬天然細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)特點。由于具備主體高分子和客體引入物的雙重性質(zhì)，有機/無機復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)的有機或有機/無機復合納米纖維，

2、研究了這些靜電紡納米纖維的生物相容性、載藥和釋藥以及細胞生物響應規(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用前景。
　　 據(jù)文獻報道，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，通過物理攪拌的方式直接獲得負載有DOX的LAP/DOX納米顆粒，評價了LAP/DOX納米顆粒對DOX的釋放特性和體外抗腫瘤活性。結(jié)果表明:當LAP

3、和DOX的濃度分別為3mg/mL和1mg/mL時，LAP對DOX的負載效率可以高達98.3(±)0.77％。X-射線衍射(XRD)分析結(jié)果證明DOX主要通過與LAP(001)晶面相互作用的方式負載于LAP的內(nèi)部空腔中。LAP/DOX對DOX的釋放顯示出pH依賴性:在正常的生理條件下(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價結(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胞（KB細胞）的增殖。
　　 本文第三章通過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對纖維表面親水性能、機械性能和細胞相容性的影響。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，提高其機械性能、表面親水性能和蛋白質(zhì)吸附性能。所得的PLGA/LAP復合納米纖維具有良好的細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)的條件下可以誘導人骨髓間充質(zhì)干細胞(hMSC)的成骨分化。本章探究了PLGA/LAP復合納米纖維在體外培養(yǎng)條件下誘導骨髓間充質(zhì)干細胞成骨分化的能力。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;通過檢驗單個hMSC產(chǎn)生的堿性磷酸酶、細胞外骨鈣素以及組織化學分析系統(tǒng)地評價了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復合納米纖維表面可以正常增殖。在

6、生長培養(yǎng)基中(不含地塞米松(DEX))，純PLGA納米纖維不能誘導hMSC成骨分化，而在PLGA/LAP復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hMSC的成骨分化，這對PLGA及其復合納米纖維在骨組織工程領域的應用具有重要指導意義。
　　 在第二章和第三章的研究基礎上，本文第四章選用阿莫西林（AMX）為模型藥物，將AMX負載于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復合納米纖維。研究了PLGA/LAP/AMX納米纖維對AMX的釋放動力學，評價了PLGA/LAP/AMX納米纖維的細胞相容性和抗菌性能。結(jié)果表明:LAP可以成功地負載AMX，最優(yōu)負載效率為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。

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胞相容性，在傷口敷料領域具有潛在的應用價值。
　　 本文第五章分析了不同參數(shù)對靜電紡制備γ-PGA納米纖維形貌的影響機理，得到了一組最優(yōu)的制備γ-PGA納米纖維的工藝參數(shù)。通過改變γ-PGA紡絲液中三氟乙酸的質(zhì)量分數(shù)，實現(xiàn)了對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-胺樹狀大分子(G2.NH2)進行酰胺化反應，實現(xiàn)了對γ-PGA納米纖維的水穩(wěn)定性處理。細胞實驗結(jié)果表明制備的γ-PGA納米纖維具有良好的細胞相容性，在組織工程等領域具有潛在的應用前景。
　　 本文第六章選用另外一種常用的無機納米顆粒-納米羥基磷灰石(n-HA)，分別用化學方法和物理方法制備出了n-HA復合材料?；瘜W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氨基的介導作用下實現(xiàn)對n-HA表面的乙?；汪然揎?。物理方法系將n-HA均勻分散到γ-PGA紡絲液中，通過靜電紡絲法制備出γ-PGA/n-HA復合納米纖維。結(jié)果表明:可以通過APTS的介導作用實現(xiàn)對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均具有良好的細胞相容性和血液相容性。n-HA對γ-PGA納米纖維形貌無明顯的影響;紡絲液中的三氟乙酸不會破壞n-HA的化學結(jié)構(gòu)