【摘 要】
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难愈合伤口的修复以及其伴随的炎症反应是极度困扰临床治疗的难题。难愈合伤口通常伴有持续的慢性炎症反应,存在局部的低pH及高氧化应激环境,细胞生长增殖能力有限。普通的医疗纱布对于难愈合伤口的治疗效果有限,多功能伤口敷料的研究开发成为了取代临床上医疗纱布治疗难愈合伤口的一个重要方向。对此,本论文使用聚丙烯酰胺以天然大分子壳聚糖水凝胶为基制备双网络水凝胶,在保证生物相容性良好的同时,增强天然大分子水凝胶的
【基金项目】
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2S释放涂层的构建及对支架内再狭窄调控行为的研究(81771988)','0001','ApLJNybhrH-9KFRZ4dAaWaH8MzCi_eP-xZpNzJFZkQjqHy_2qvCpYw==');
">国家自然科学基金:环境响应型H2S释放涂层的构建及对支架内再狭窄调控行为的研究(81771988);
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难愈合伤口的修复以及其伴随的炎症反应是极度困扰临床治疗的难题。难愈合伤口通常伴有持续的慢性炎症反应,存在局部的低pH及高氧化应激环境,细胞生长增殖能力有限。普通的医疗纱布对于难愈合伤口的治疗效果有限,多功能伤口敷料的研究开发成为了取代临床上医疗纱布治疗难愈合伤口的一个重要方向。对此,本论文使用聚丙烯酰胺以天然大分子壳聚糖水凝胶为基制备双网络水凝胶,在保证生物相容性良好的同时,增强天然大分子水凝胶的力学性能;引入儿茶酚功能基团,并使用纳米颗粒负载疏水药物炎症调控因子RvE1,可以通过促进细胞粘附以及调节伤口部位的炎症反应,促进伤口的愈合;使用含有二硫键的交联剂制备具有氧化还原响应能力的双网络水凝胶以及使用具有pH响应能力的纳米颗粒,制备能够针对低pH及高氧化应激的慢性炎症微环境,智能化释放药物的载药体系。首先利用儿茶酚基团对壳聚糖(C-CS)进行改性,通过紫外分光光度计(UV)与核磁共振氢谱(~1H-NMR)检测改性成功并分析儿茶酚基团的接枝率,再将改性后的壳聚糖和与胱胺形成具有氧化还原响应能力的水凝胶,探索与筛选最佳成胶工艺:使用12.3%接枝率的改性壳聚糖,冰浴搅拌溶解并在37℃下成胶得到的水凝胶稳定性最好,在加入H2O2后水凝胶结构变疏松,证明水凝胶具有氧化还原响应能力。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)表征儿茶酚改性壳聚糖水凝胶,结果表明胱胺通过迈克尔加成或席夫碱反应交联儿茶酚改性壳聚糖形成水凝胶,其孔径为100-200μm。接着,使用丙烯酰胺(AM)作为双网络水凝胶的第二种网络的单体,使用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺与N,N’-双(丙稀酰)胱胺作为交联剂,通过光引发剂引发自由基聚合制备双网络水凝胶(C-CS/AM),测试水凝胶的溶胀性能与拉伸压缩性能发现,双网络水凝胶的溶胀性能与力学性能大幅度提升。XPS表征结果说明两种水凝胶网络中都含有二硫键的双网络水凝胶二硫键存在形式最稳定,并具有响应性释放药物的能力,SEM观察双网络水凝胶孔径缩小至10-20μm。使用内皮细胞检测含有儿茶酚基团的水凝胶对细胞粘附能力的增强,实验结果证明,水凝胶中的儿茶酚基团对细胞的粘附能力有增强作用。其次,对β-环糊精进行缩醛化改性,通过FT-IR与~1H-NMR检测改性成功,在超声条件下,缩醛化改性环糊精在水中自组装形成纳米颗粒(ACD-NPs),TEM观测纳米颗粒的粒径分布为70 nm与300 nm,DLS表征该纳米颗粒的水合粒径为609.1 nm,负载RvE1后ACD-NPs粒径增加到652.2 nm。在pH=5.4的PBS缓冲液中,ACD-NPs与负载RvE1的ACD-NPs水合粒径分别增加到681.4 nm与891.1 nm,证明ACD-NPs成功载药并且具有pH响应能力。使用L929细胞对纳米颗粒的细胞毒性进行评价,实验结果发现,高浓度纳米颗粒在短时间时对细胞增殖有一定的抑制作用,但低浓度与长期时均无影响。最后,把负载炎症调控因子RvE1的纳米颗粒装载到双网络水凝胶中制备双响应水凝胶载药体系,SEM-EDS检测表明纳米颗粒成功装载到双网络水凝胶中。使用巨噬细胞、内皮细胞、L929细胞评价双网络水凝胶的生物相容性,结果表明内皮细胞基本不在水凝胶表面增殖,巨噬细胞与L929细胞在1天时增殖缓慢,3-5天时有明显的增殖现象,并且5天时,一定浓度的RvE1能够促进巨噬细胞释放白介素-10,具有一定的抗炎效果。在SD大鼠背部制造伤口,并使用双网络水凝胶作为伤口敷料测试其对伤口愈合的影响,HE与Masson染色结果表明双网络水凝胶能够促进伤口修复,在RvE1装载后,对伤口修复的促进作用更加明显。本研究制备双网络水凝胶可以针对难愈合伤口的炎症微环境进行药物的精准治疗与调控,同时为解决天然大分子水凝胶力学性能不足与水凝胶载药体系的设计提供新思路。
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