【摘要】：醫(yī)用聚乳酸廣泛用于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域,但其表面生物相容性差,主要體現(xiàn)在如誘導(dǎo)血栓的形成,無細(xì)胞識(shí)別的有效位點(diǎn),親水性差不利于細(xì)胞增殖黏附等。故而要對(duì)其表面進(jìn)行改性修飾來提高生物相容性。而把在機(jī)體內(nèi)具有較好生物相容性的生物活性大分子多糖、蛋白質(zhì)等固定在醫(yī)用材料表面是提高其生物相容性的有效手段。本論文首先采用超聲輔助熱水浸提法從山藥中提取多糖,并對(duì)其進(jìn)行硫酸化改性制備山藥多糖硫酸酯,隨后采用層層自組裝的方法在醫(yī)用聚乳酸表面構(gòu)建山藥多糖硫酸酯/殼聚糖(SCYP/CS)多層膜并對(duì)其表面進(jìn)行改性修飾,制備出了一種兼?zhèn)渖锵嗳菪院蜕锕δ苄缘尼t(yī)用聚乳酸材料表面。主要研究如下:采用超聲輔助熱水浸提法提取鐵棍山藥干片中的山藥多糖。采用單因素實(shí)驗(yàn)、Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)及響應(yīng)面分析法對(duì)山藥多糖的提取條件進(jìn)行優(yōu)化,確定山藥多糖的最佳提取工藝參數(shù):提取溫度40℃,料液比1:8,提取時(shí)間40min,超聲功率270W。通過響應(yīng)面分析得到最優(yōu)提取率是16.32%,驗(yàn)證試驗(yàn)的提取率是16.42%,驗(yàn)證了模型的可行性。然后分離純化后的中性山藥多糖(CYP)。對(duì)CYP進(jìn)行I_2-KI測試,表明CYP不含有淀粉。采用濃硫酸法對(duì)CYP進(jìn)行硫酸化改性,制備了不同反應(yīng)時(shí)間下的山藥多糖硫酸酯(SCYPs)。其中,SCYP1取代度為0.27;SCYP2取代度為0.87;SCYP3取代度為1.4。對(duì)CYP和SCYPs的特征吸收峰、單糖組成、分子量、螺旋結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。從紫外光譜中得出260~280nm處有較弱的吸收峰,表明可能存在糖蛋白;從紅外光譜中得到SCYPs既具有-OH和C-H這兩種典型的多糖吸收峰,又具有S=O和C-O-S這兩種硫酸基的特征吸收峰,表明了硫酸化改性成功;單糖組成分析得出CYP包含甘露糖、氨基葡萄糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、氨基半乳糖、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖,而在SCYPs中,巖藻糖均已降解;測定CYP和SCYPs的分子量分別為68.322kDa、17.182kDa、14.255kDa和9.495kDa,與CYP相比,硫酸化修飾后各衍生物的分子量均有明顯下降;剛果紅實(shí)驗(yàn)表明CYP在水溶液中具有三螺旋結(jié)構(gòu),在強(qiáng)堿溶液中三螺旋結(jié)構(gòu)會(huì)解體,而SCYPs具有穩(wěn)定的三螺旋結(jié)構(gòu)。對(duì)CYP和SCYPs的抗氧化活性、抑菌活性、抗凝血活性、抗腫瘤活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。抗氧化實(shí)驗(yàn)表明多糖的硫酸化改性可能會(huì)提高天然山藥多糖的自由基清除率;抑菌實(shí)驗(yàn)表明CYP對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌無生長抑制作用,而SCYPs對(duì)大腸桿菌沒有生長抑制作用,對(duì)金黃色葡萄球菌的生長抑制作用較強(qiáng);抗凝血活性表明CYP沒有抗凝血活性,而SCYPs的APTT和TT隨濃度和DS的增加而明顯延長;抗腫瘤活性表明SCYP3的抗Caco-2細(xì)胞增殖活性最突出。選取生物活性較好的SCYP3進(jìn)行下一階段實(shí)驗(yàn)。采用層層自組裝技術(shù),在醫(yī)用聚乳酸膜表面交替沉積山藥多糖硫酸酯(SCYP)和殼聚糖(CS),得到SCYP/CS多層膜。采用X-射線光電子能譜(XPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、水接觸角測定儀及紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對(duì)多層膜的表面化學(xué)組成、形貌、親/疏水性及膜的增長方式進(jìn)行表征。XPS結(jié)果表明SCYP/CS多層膜上出現(xiàn)硫酸基和殼聚糖的特征元素(即S和N),隨著層數(shù)的增加特征元素含量增加;SEM結(jié)果表明SCYP、CS交替組裝后可將氨基化處理后的裂痕填平,但膜表面光滑程度不如聚乳酸膜;水接觸角測試表明隨著組裝層數(shù)增加,水接觸角呈現(xiàn)鋸齒狀交替降低,膜表面親水性提高;多層膜的增長模式呈現(xiàn)出均勻連續(xù)性。對(duì)SCYP/CS多層膜的血液相容性、細(xì)胞增殖黏附性、抑菌效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。血液相容性測試結(jié)果表明經(jīng)SCYP/CS多層膜改性后的醫(yī)用聚乳酸可增加牛血清白蛋白的吸附量、降低血小板黏附率和激活效應(yīng)、有效延長APTT和TT、抑制凝血系統(tǒng)(TAT、C3a、C5a)的激活且溶血率均小于5%;SCYP/CS多層膜改性聚乳酸對(duì)L929細(xì)胞的增殖黏附性較對(duì)照組有明顯提高;改性后聚乳酸多層膜對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌顯示出了良好的抑制效果。以單寧酸(TA)作為模型藥物,對(duì)(SCYP/CS)_5多層膜進(jìn)行載藥釋藥性測試。采用UV-Vis對(duì)多層膜載藥性層層追蹤,獲得多層膜的最大載藥量為29.88±0.005μg/cm~2。研究不同條件下載藥多層膜的釋藥行為,發(fā)現(xiàn)隨pH值、溫度和離子強(qiáng)度的增加,TA的釋放率逐漸增大。通過零級(jí)動(dòng)力學(xué)、一級(jí)動(dòng)力學(xué)、Higuchi方程及Riger-Peppars模型對(duì)釋藥曲線進(jìn)行了擬合,建立了合適的釋藥模型。考察了載藥多層膜對(duì)ABTS自由基的清除效果,發(fā)現(xiàn)多層膜所釋放的TA能與ABTS自由基反應(yīng)使得ABTS自由基溶液脫色,表明TA在多層膜可保持其固有的抗氧化活性。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ460.1;TQ323.41
【圖文】：

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文54表面，氨基化后的裂痕被填平，呈現(xiàn)出物質(zhì)沉積后的相對(duì)光滑，也說明CS和SCYP組裝到了聚乳酸膜上。圖4-2改性前后聚乳酸材料表面SEM圖，（a）PLA膜，（b）氨基化處理后的PLA膜，（c）(SCYP/CS)5膜Figure4-2SEMimagesofPLAsurfacebeforeandaftermodification,(a)PLAmembrance,(b)PLAmembraneafteraminationtreatment,(c)(SCYP/CS)5membrance4.3.3多層膜的表面親疏水性SCYP和CS交替沉積于PLA表面，表面的潤濕性也能證實(shí)LBL組裝的發(fā)生，而且接觸角已廣泛應(yīng)用于自組裝表面化學(xué)性質(zhì)的檢測[77]。在本實(shí)驗(yàn)中，我們構(gòu)建了(SCYP/CS)6多層膜，組裝在奇數(shù)層的是SCYP，組裝在偶數(shù)層的是CS。圖4-3顯示了氨基化PLA膜上SCYP與CS相繼暴露在最

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文644.3.4.2SEM圖4-12L929細(xì)胞在多層膜表面的SEM圖Figure4-12SEMimagesofL-929cellsculturedfor24honthesurfaces通過SEM圖片直接觀察到L929細(xì)胞在多層膜表面的增殖黏附情況。如圖4-11所示，（a）為L929在PLA表面，（b）、為L929在M-5多層膜表面。在多層膜上的L929細(xì)胞黏附數(shù)量明顯多于PLA。這個(gè)結(jié)果與MTT實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果相同。而且L929細(xì)胞在膜表面充分鋪展，觸角展開，多數(shù)呈現(xiàn)出分化好的梭形，說明對(duì)PLA表面的層層自組裝修飾能促進(jìn)成纖維細(xì)胞L929的粘附和增殖。原因可能是修飾后的PLA表面親水性提高，而且最外層的CS帶正電荷，從而易于與細(xì)胞膜上的整合素受體結(jié)合來促進(jìn)細(xì)胞的吸附[79]。4.3.7抑菌活性如圖4-12所示，顯示了SCYP/CS多層膜對(duì)E.coli和S.aureus的生長抑制率。已驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)用的醫(yī)用聚乳酸材料沒有抑菌活性；SCYP對(duì)S.aureus有抑制作用，對(duì)E.coli沒有抑菌活性；而CS是一類具有廣譜抑菌活性的天然多糖。將SCYP和CS修飾于PLA表面，其抑菌活性依然沒有改變。對(duì)于E.coli，當(dāng)SCYP在最外層時(shí)，幾乎沒有抑菌效果，而當(dāng)CS在最外層時(shí)，E.coli生長抑制效果明顯。對(duì)于S.aureus，當(dāng)SCYP在最外層時(shí)，隨著組裝層數(shù)增加，抑菌效果也逐漸增加，而當(dāng)CS在最外層時(shí)，抑菌效果依舊十分顯著。

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文76NaCl=0mMT=45℃pH=7.4零級(jí)釋藥模型Mt/M∞=0.269t0.4833一級(jí)釋藥模型Mt=12.48706(1-e-0.01822t)0.97153Higuchi方程模型Mt/M∞=3.194t0.50.9033Riger-Peppars模型Mt/M∞=3.579t0.4760.89285.3.5ABTS自由基清除能力圖5-7多層膜對(duì)ABTS溶液的脫色與否效果圖Figure5-7DecolorizationofABTSformultilayermembrane包括TA在內(nèi)的多酚的主要生物活性是其抗氧化活性。氧化自由基過量，就會(huì)造成DNA、蛋白質(zhì)和其他重要的生物分子的氧化損傷。多酚類化合物能有效地清除這些物質(zhì)，為機(jī)體提供保護(hù)。在此之前，ABTS+被用來測定各種材料的抗氧化活性。ABTS+穩(wěn)定，呈藍(lán)綠色�？寡趸瘎┡c自由基陽離子反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致自由基溶液脫色，可測定其抗氧化活性。這里我們也用這種方法展示了LBL膜釋放TA的抗氧化活性。如圖5-7所示，對(duì)照組是（左瓶）：用NaCl=0mM、pH=8.5的PBS緩沖液稀釋ABTS+母液，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫；實(shí)驗(yàn)組是（右瓶）:用NaCl=0mM、pH=8.5的PBS緩沖液稀釋ABTS+母液，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫，ABTS稀釋液中放入一片載藥膜�？梢钥闯鲭S著時(shí)間的推移，對(duì)照組（左瓶）中ABTS+溶液顏色基本保持不變；實(shí)驗(yàn)組（右瓶）中的ABTS+溶液顏色逐漸變淺。6h后，藍(lán)綠色完全褪去。由此可知，從多層膜中釋放的TA仍能與ABTS+發(fā)生褪色反應(yīng)，表明其仍具有抗氧化的活性。5.4本章小結(jié)1．通過對(duì)TA載藥的紫外追蹤，直觀得到并計(jì)算獲得具體單位面積的多層膜載藥量。

【參考文獻(xiàn)】

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5 白雁斌;黃曉琴;雷自強(qiáng);;聚乳酸類醫(yī)用生物降解材料的研究進(jìn)展[J];高分子通報(bào);2006年03期

6 趙耀明,汪朝陽,麥杭珍,嚴(yán)冰,楊帆;聚乳酸的直接合成及其紅霉素肺靶向藥物微球的應(yīng)用[J];高分子材料科學(xué)與工程;2003年05期

7 袁佐平;;生物醫(yī)用材料的研究進(jìn)展[J];新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2003年17期

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本文編號(hào)：2798870