本文關(guān)鍵詞：用于軟骨組織工程的酶降解聚氨酯的合成與性能研究

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【摘要】：隨著組織工程的發(fā)展,對(duì)組織工程材料的降解速率與組織再生速率的匹配有了更高的要求。由于酶敏感可降解材料能夠在特定酶存在的條件下發(fā)生生物降解,且其降解速率隨著相關(guān)的條件變化而動(dòng)態(tài)調(diào)整,使其具有良好的降解可控性而被廣泛用于藥物控釋載體和體內(nèi)短期植入物如血管、軟骨組織等。本研究采用酶敏感短肽序列與可降解聚氨酯嵌段共聚的方法,將可生物識(shí)別的組分引入到聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中,通過(guò)嵌段比例的調(diào)整,實(shí)現(xiàn)其降解性能的調(diào)控,合成制備出了用于軟骨組織工程的降解位點(diǎn)確定、降解速率可控的聚氨酯材料。研究采用GPLGLWARK九肽作為嵌段結(jié)構(gòu)引入聚氨酯主鏈中,該酶敏感肽的G-L位點(diǎn)能夠被關(guān)節(jié)炎患者關(guān)節(jié)腔中含量較高的MMP-13(基質(zhì)金屬蛋白酶-13)特異性的降解,從而賦予了該聚氨酯酶敏感性能。本研究選用不同分子量的PTMG為軟段與1,6-六亞甲基二異氰酸酯合成的預(yù)聚物與GPLGLWARK多肽或進(jìn)行嵌段聚合,合成了一系列可被MMP-13特異性降解的酶敏感聚氨酯;同時(shí)還選用PCL-PTMG-PCL三嵌段共聚物為軟段,采用上述相同方法,合成了一系列同時(shí)對(duì)水解及酶解均敏感的聚氨酯材料;還合成了以丁二醇為擴(kuò)鏈劑的傳統(tǒng)聚氨酯材料做為對(duì)比材料。研究采用傅里葉紅外光譜(ATR)、核磁共振(HNMR)、紫外光譜(UVS)、XPS對(duì)聚氨酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,證明了酶敏感肽的成功引入;研究還采用動(dòng)態(tài)力學(xué)(DMA)、力學(xué)拉伸對(duì)合成聚氨酯動(dòng)態(tài)及靜態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)該材料的力學(xué)性能與天然關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)性能相當(dāng),且材料的楊氏模量并沒有因不規(guī)整結(jié)構(gòu)的多肽引入而降低,多肽反而具有力學(xué)增韌作用,楊氏模量可達(dá)50MPa,斷裂強(qiáng)度達(dá)到33MPa,應(yīng)變可達(dá)1300%。本文對(duì)各組酶敏感聚氨酯材料的降解性能進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)32天降解實(shí)驗(yàn),通過(guò)對(duì)比材料在水中和在酶溶液中的降解趨勢(shì),發(fā)現(xiàn)不含多肽的聚氨酯材料在水溶液和酶溶液中都不發(fā)生降解,而含有多肽的聚氨酯材料不僅發(fā)生水降解,而且還具有特異性酶降解的性能。具有雙敏感性能的聚氨酯材料,當(dāng)提高PCL的含量能夠提高材料的水解性能,提高多肽的含量能夠提高材料的酶解性能。掃描電鏡(SEM)研究的觀測(cè)結(jié)果表明,材料分子鏈中肽含量越高,聚氨酯的親水性越好,降解率更高,降解后表面形貌更粗糙。研究還對(duì)材料的生物相容性進(jìn)行了考察,細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,各組酶敏感,雙敏感聚氨酯材料中多肽的引入并未增加細(xì)胞毒性。但細(xì)胞在聚氨酯材料表面的增殖速率還有待改善。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08

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本文編號(hào)：1186850