多功能水凝胶负载富组蛋白-1用于创面修复的研究

作     者：郑源源 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郭瑞

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：水凝胶 主客体组装 光交联 白藜芦醇 富组蛋白-1 导电性 邻苯二酚 创面修复 

摘      要：大面积急性烧伤创面和慢性不愈合的糖尿病创面的治疗均是临床面临的难题。水凝胶含水量高、性质柔软、种类多样、提供湿润环境和类似细胞外基质的结构使得其在创面修复中拥有广泛的应用。本论文设计并制备了两种多功能水凝胶,旨在分别作为皮肤替代物加速急性烧伤创面和慢性糖尿病创面的修复与再生。一、负载白藜芦醇(Res)和富组蛋白-1(His-1)的超分子水凝胶(HGM/Res/His-1)在烧伤创面上的研究本体系利用明胶设计了一种基于弱主客体组装和苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂盐(LAP)引发的光交联的超分子水凝胶(HGM),并负载Res和His-1用于急性烧伤创面的修复,其中水凝胶的交联利用丙烯酰基环糊精(Ac-β-CD)实现。Res具有抗氧化、促进血管化的能力,His-1能促进内皮细胞黏附、迁移和血管化,二者被负载到水凝胶中共同发挥作用。对HGM进行了相关体外表征,流变结果表明该凝胶具有剪切变稀的性质,应变在1%和600%间交替变化时,发生凝胶-溶胶(Gel-sol)转变,且模量不发生衰减。力学性能测试结果表明HGM拥有良好的拉伸性能、粘弹性和抗疲劳性。细胞实验显示水凝胶具有良好的生物相容性,Res和His-1能共同促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的迁移和成管。大鼠烧伤创面愈合实验表明HGM/Res/His-1能够加速创面愈合,和商品化敷料Tegaderm表现出相当的愈合效率,治疗14天后创面已完全愈合。对创面组织进行分析,结果表明IL-6和IL-1β的表达下降,TGF-β1、CD31和α-SMA的表达增加,表明HGM/Res/His-1通过抗炎、促进胶原沉积和血管化来加速了创面的修复。二、负载His-1的导电黏附性水凝胶Gel-MA/Chi-C/G-PPy/His-1在糖尿病创面上的研究导电黏附性水凝胶在创面修复中的应用已有诸多报道。本体系基于甲基丙烯酰接枝的明胶(Gel-MA)、邻苯二酚修饰的壳聚糖(Chi-C)和Gel-MA改性的聚吡咯(G-PPy)在过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)的作用下制备了导电黏附水凝胶Gel-MA/Chi-C/G-PPy,并负载了His-1用于糖尿病创面的修复。对水凝胶分别进行了体外和体内表征。流变和力学性能测试结果表明该水凝胶具有较好的稳定性、黏附性以及压缩性能。G-PPy不仅增加了凝胶的强度,也赋予了凝胶导电性,电导率随G-PPy浓度增加而增加。Gel-MA/Chi-C/G-PPy表现出和皮肤组织相当的电导率。细胞实验结果表明His-1促进HUVECs的迁移和成管,并且水凝胶具有良好的生物相容性。G-PPy为1 mg/m L的Gel-MA/Chi-C/G-PPy/His-1水凝胶用于糖尿病小鼠创面愈合实验,结果表明水凝胶加速创面愈合,在21天内伤口已经完全愈合。对创面组织进行免疫组化和WB分析,结果表明Gel-MA/Chi-C/G-PPy/His-1下调了TNF-α的表达,上调了TGF-β1、CD31和α-SMA的表达。因此,Gel-MA/Chi-C/G-PPy/His-1水凝胶体系能抗炎、促进胶原形成和血管化,在糖尿病创面的修复中具有一定的应用前景。