胃酸响应型海洋生物水凝胶对酒精性损伤的保护作用
作者单位：广东海洋大学
学位级别：硕士
导师姓名：胡章;孔松芝
授予年度：2021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）]
摘 要：在人们交际过程中,酒文化往往会形成一种餐桌文化,小酌怡情,但大酌伤身。过量酒精的摄入首先对人体胃黏膜有直接刺激的作用,引起胃炎、胃溃疡、胃穿孔和大出血等症状;随之酒精代谢产物乙醛会引起肝脏脂肪变性,酒精性脂肪肝、肝炎、肝纤维化和肝硬化;同时也会对神经系统、泌尿系统等产生影响。本文通过制备巯基化壳聚糖(壳)-碳酸钙(核)包覆粒[CS-NAC(CaCO)],将其均匀分散至海藻酸钠(SA)溶液中,最后加入罗非鱼胶原肽(TCP)得到水凝胶前体溶液,遇胃酸后即原位形成水凝胶(CS-NAC/SA/TCP)。系统研究了CS-NAC/SA/TCP的化学结构、微观形态、体外粘附性、生物相容性和降解性等。在此基础上,探究了CS-NAC/SA/TCP对酒精性胃、肝和脑损伤的保护作用。主要研究内容与结果如下:(1)将壳聚糖(CS)进行巯基功能化后得到巯基化壳聚糖(CS-NAC),并用于包覆纳米碳酸钙(nano-CaCO),形成CS-NAC(CaCO),并对其进行结构表征。研究结果表明:通过分析CS-NAC的红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(H NMR)结果可证明:CS-NAC已成功制备,且取代度为9.00%。通过分析CS-NAC(CaCO)的FTIR、扫描电镜(SEM)和粒径及Zeta电位结果可证明:CS-NAC与nano-CaCO是通过CS-NAC的粘附性和两者之间的静电作用来形成CS-NAC(CaCO)。(2)将CS-NAC(CaCO)均匀分散于SA溶液中,同时加入TCP,通过聚电解质共混方法(PEC),制得水凝胶前体溶液,其在胃酸的存在下,即可原位形成CS-NAC/SA/TCP。在单因素实验结果的基础上,结合Box-Behnken实验设计优化制备条件。研究结果表明:最优制备CS-NAC/SA/TCP的条件为:SA浓度为1%,CS-NAC与nano-CaCO的质量比(M/MCaCO)为1:1,SA与CS-NAC(CaCO)的质量比(MSA/MCS-NAC(CaCO))为15:1。(3)对优化制备的CS-NAC/SA/TCP进行FTIR与外貌形态表征,也开展了其体外性能分析,如乙醇吸附性、溶胀性、降解性、活性肽释放性、粘附性和抗氧化性等。结果表明:CS-NAC/SA/TCP呈现不规则的多孔结构特征,具有良好的乙醇吸附性和溶胀性,乙醇吸附率和溶胀率分别为56.23%和2350.00%;具有优越的机械性能和胃黏膜粘附性,黏膜粘附量为50.81±3.43%;具有优异的抗氧化活性,对2,2-二苯基-1-苦基肼基自由基(·DPPH),过氧自由基(O)和羟基自由基(·OH)的半数抑制浓度(IC50)分别为2.20,2.15和1.26 mg/m L;具有良好的缓释性,6小时累积释放量达到95.20%;具有较好的生物降解性,在模拟体液中,3天内能基本完全降解。(4)在小鼠急性和慢性酒精性胃黏膜损伤实验中,通过观察小鼠生存率和体重变化;病理学观察小鼠胃黏膜细胞情况和检测分析胃组织中抗氧化因子含量变化、炎症因子的表达量变化、胃黏膜保护因子的含量变化,进而探讨CS-NAC/SA/TCP对酒精性胃黏膜损伤的治疗效果。结果表明:CS-NAC/SA/TCP不影响小鼠生存率和体重变化,且能改善小鼠体内抗氧化系统,提高组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和还原型谷胱甘肽(GSH)的含量,清除由酒精引起的过量自由基;能抑制促炎症细胞因子白介素1β(IL-1β)与白介素6(IL-6)的表达和增加胃黏膜保护因子前列腺素E2(PGE2)和一氧化氮(NO)的产生,对小鼠酒精性胃黏膜损伤具有保护和修复作用。(5)在小鼠急性酒精性肝损伤实验中,检测小鼠肝脏系数变化;病理学观察小鼠肝组织出血、炎细胞浸润等情况;检测血清中转氨酶活性变化;检测肝脏中代谢酶活性变化,探讨CS-NAC/SA/TCP对酒精性肝损伤的治疗效果。研究结果表明:从病理学角度观察到CS-NAC/SA/TCP明显改善酒精性肝损伤情况,明显降低小鼠血清中谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)的含量和增强肝脏中乙醇脱氢酶(ADH)和乙醛脱氢酶(ALDH)的活性,从而减轻小鼠酒精性肝损伤。(6)在小鼠慢性酒精性脑损伤实验中,检测小鼠脑系数变化和通过Morris水迷宫实验对小鼠记忆能力进行评估,探讨CS-NAC/SA/TCP对酒精性脑损伤的治疗效果。研究结果表明:CS-NAC/SA/TCP能减轻小鼠因过量饮酒导致的脑水肿程度和改善小鼠在Morris水迷宫实验中记忆能力。因此,CS-NAC/SA/TCP对酒精性脑损伤的小鼠具有保护和修复作用。
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