本文關(guān)鍵詞：磷酸二膽堿化殼聚糖仿生衍生物的合成、表面固定化及生物學評價

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【摘要】：本研究從仿生學角度出發(fā),首先對殼聚糖進行磷化學改性,制備一種兼有優(yōu)良抗菌性和生物相容性的新型仿生高分子材料:磷酸二膽堿(PdC)化殼聚糖仿生衍生物(PdCCs);進而通過表面固定PdCCs,發(fā)展一種集成抗菌性和生物相容性的仿生表面改性方法。PdCCs的合成基于Atherton-Todd反應,利用二氯化膽堿膦酸酯與殼聚糖衍生物Cs-Tr的氨基反應偶聯(lián)帶雙正電荷的PdC(細胞膜結(jié)構(gòu)中兩性磷酸膽堿的類似物),得到PdCCs。通過控制投料比,可調(diào)控其取代度。1H和31P NMR結(jié)果表明PdC基團以磷酰鍵方式與殼聚糖偶聯(lián),當Cs-Tr與二氯化膽堿膦酸酯的投料比為1:3和1:5時,由1H NMR譜確定取代度分別為32%和42%,且與電位滴定和元素分析的結(jié)果相一致。同時,采用2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(GTMAC)與殼聚糖反應制備單正電荷的季銨化殼聚糖HTCC(1H NMR譜測得取代度為64%)作為對照。GPC結(jié)果表明:HTCC和PdCCs具有近似的聚合度(DP)。DSC結(jié)果表明:在含水量(0.5~2.5)范圍內(nèi),與HTCC相比,PdCCs體系表現(xiàn)出明顯的冷結(jié)晶峰現(xiàn)象,表明存在與生物相容性相關(guān)的冷凍結(jié)合水,且冷凍結(jié)合水含量與PdC基團取代度有關(guān),可以預見PdCCs具有優(yōu)于HTCC的生物相容性。分別以革蘭氏陰性大腸桿菌(E.coli)和革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌(S.aureus)為細菌模型,測定HTCC和PdCCs的最低抑菌濃度(MIC)和對細菌生長曲線的影響,及細菌內(nèi)容物釋放,表明其均具有優(yōu)良的廣譜抗菌性。細胞毒性實驗表明,PdCCs對NIH/3T3的IC50值均大于2 mg/mL,而HTCC64的IC50值約為0.5 mg/mL;血液相容性實驗表明,在濃度5mg/m L內(nèi),PdCCs和HTCC的溶血率均低于2%,但PdCCs不會像HTCC那樣使紅細胞發(fā)生形變和縮短凝血時間;與BSA相互作用結(jié)果表明,與HTCC相比,PdCCs可以有效抑制BSA構(gòu)象變化�？梢�,PdCCs較HTCC具備更優(yōu)異的生物相容性,其原因可能在于其支化的雙電荷局域分布可以有效形成水屏蔽層,抑制其與蛋白和生物膜的非特異性相互作用。我們以靜電紡絲聚己內(nèi)酯(PCL)膜為基底,通過表面胺解及醛基化,進而表面固定PdCCs42,并以同樣方法表面固定殼聚糖和HTCC64為對照。ATR-FTIR和SEM實驗表明,殼聚糖、HTCC64和PdCCs42成功接枝到PCL膜表面,且表面形貌變化顯著。接觸角、抗菌、細胞毒性和蛋白吸附實驗表明:與表面接枝HTCC的PCL膜相比,接枝PdCCs的PCL膜表面具有更佳的親水性、抗菌性、細胞相容性和抗蛋白吸附能力�？梢�,基于仿生PdCCs的表面固定化可構(gòu)建兼有抗菌性和生物相容性的材料表面。綜上所述,我們制備的帶雙正電荷的磷酸二膽堿化殼聚糖仿生衍生物PdCCs具有優(yōu)異的抗菌性能和生物相容性,且可用于表面改性,獲得抗菌性和生物相容性的有效集成,有望在醫(yī)療衛(wèi)生等領域得到應用。
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O636.1

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