本文關(guān)鍵詞：納米載體材料的生物相容性研究

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【摘要】：研究背景納米材料是當(dāng)今科研發(fā)展最為熱門的領(lǐng)域之一,各種生物納米材料已經(jīng)廣泛地用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。納米載體材料,必須具有良好的生物相容性,才能確保安全的應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。納米載體材料的生物相容性評價主要包括：血液相容性,免疫相容性與全身毒性等。不引起明顯的臨床反應(yīng),及能耐受宿主各系統(tǒng)的作用而保持相對穩(wěn)定,不被排斥和破壞的生物性原則,評價為納米載體材料相容性良好。納米載體材料進(jìn)入機(jī)體后,不可避免的將與血液接觸,不僅會與血液系統(tǒng)中的血細(xì)胞和蛋白產(chǎn)生各種反應(yīng),而且還能夠被宿主的免疫系統(tǒng)識別,產(chǎn)生復(fù)雜的免疫反應(yīng)。納米載體材料的血液相容性與免疫相容性研究,具有重要的理論和臨床價值。單壁碳納米管(Single-Walled Carbon Nanotubes, SWCNTs),作為一種納米載體材料,在生物醫(yī)藥領(lǐng)域主要用作靶向藥物載體、基因載體等。由于單壁碳納米管(SWCNTs)在獨(dú)特的生物化學(xué)性質(zhì),在水溶液很難分散、容易聚集,給實際應(yīng)用帶來了巨大的困難。解決這一難題的方法,主要包括化學(xué)修飾(表面添加官能團(tuán))和物理修飾(表面結(jié)合溶解劑,不改變化學(xué)結(jié)構(gòu))。不管用那種方法進(jìn)行處理,單壁碳納米管作為生物醫(yī)藥載體應(yīng)用時,了解它的血液相容性對于單壁碳納米管的安全使用具有重要意義。雖然己有諸多文獻(xiàn)研究報道,碳納米管會降低血管內(nèi)皮細(xì)胞的活性,促進(jìn)內(nèi)源性凝血,誘發(fā)血小板的活化和聚集等,但是關(guān)于羧基化單壁碳納米管對紅細(xì)胞的作用以及對血栓力學(xué)性質(zhì)和凝血過程的影響的報道十分有限。聚酰胺-胺(Polyamidoamine,PAMAM)作為一種新型納米材料是目前研究最為深入和廣泛的樹狀大分子,根據(jù)末端所帶官能團(tuán)的不同,目前市售聚酰胺-胺(PAMAM)主要分為PAMAM-NH2、PAMAM-OH、PAMAM-COOH、 PAMAM-C12、PAMAM-NH2/OH(混合表面)及PAMAMOS-TMOS(有機(jī)硅表面)等,其中尤以前三種研究最為廣泛。聚酰胺-胺(PAMAM)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的主要用作靶向藥物載體、基因載體、造影劑等。這些納米載體材料在實際應(yīng)用中,它們將對機(jī)體產(chǎn)生怎樣的影響,同時,它們的生物醫(yī)用功能是否會發(fā)生改變等。這些問題對于聚酰胺-胺(PAMAM)安全使用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域至關(guān)重要。因此,我們選用單壁碳納米管(SWCNTs)為模型,對其表面進(jìn)行化學(xué)氧化修飾,進(jìn)一步研究其對血液中紅細(xì)胞形貌和凝血功能的影響。此外,我們還選用聚酰胺-胺(PAMAM)為模型,采用生物化學(xué)、細(xì)胞及分子生物學(xué)以及免疫學(xué)等研究手段,著力探討該聚合物所帶不同表面官能團(tuán)(氨基(-NH2)、羥基(-COOH)、羧基(-OH)),所引發(fā)的免疫應(yīng)答將會發(fā)生怎樣的變化,初步闡明聚酰胺-胺(PAMAM)的不同表面基團(tuán)對免疫分子、免疫細(xì)胞、抗原抗體反應(yīng)及補(bǔ)體激活的影響。本研究,將為規(guī)避新型納米載體材料的應(yīng)用風(fēng)險提供科學(xué)依據(jù),推動新型納米載體材料的優(yōu)化設(shè)計和應(yīng)用,篩選及優(yōu)化具有免疫調(diào)控功能的納米載體材料用于免疫治療。研究內(nèi)容第一章羧基化單壁碳納米管的制備與其血液相容性研究[目的]本研究旨在對單壁碳納米管(SWCNTs)進(jìn)行羧基化改性并對改性前后的SWCNTs進(jìn)行血液相容性研究。[方法]利用濃硫酸與濃硝酸(3：1,v/v)在加熱條件下將單壁碳納米管(SWCNTs)氧化成羧基化單壁碳納米管(SWCNT-COOH),采用紅外光譜儀(FTIR)、馬爾文激光粒徑儀對材料粒徑和表面電荷進(jìn)行表征。采用掃描電子顯微鏡(TEM)觀察修飾前后的SWCNTs對紅細(xì)胞聚集和形貌的影響。采用血栓彈力圖儀(TEG)檢測修飾前后的SWCNTs對凝血功能的影響。[結(jié)果]利用濃硫酸與濃硝酸化學(xué)氧化法成功地將SWCNT表面進(jìn)行羧基化處理。10mg/mL的SWCNT-COOH引起紅細(xì)胞聚集和形貌變化。0.01 mg/ml SWCNTs和0.001 mg/mL SWCNT-COOH促進(jìn)了凝血因子的活化。[結(jié)論]用濃硫酸和濃硝酸化學(xué)氧化法可有效地制備SWCNT-COOH。通過紅細(xì)胞形態(tài)觀察和凝血實驗,揭示了SWCNTs和SWCNT-COOH的血液相容性,為SWCNT-COOH的優(yōu)化設(shè)計和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供了重要的依據(jù)。第二章聚酰胺-胺(PAMAM)免疫相容性的初步研究[目的]深入闡明聚酰胺-胺(PAMAM)的不同表面基團(tuán)(氨基、羥基、羧基)對免疫分子、免疫細(xì)胞、抗原抗體反應(yīng)及補(bǔ)體激活的影響。[方法]采用紫外光譜學(xué)、熒光光譜學(xué)和圓二色普光譜學(xué)來研究聚酰胺-胺(PAMAM)對γ-球蛋白結(jié)構(gòu)和構(gòu)象的影響。通過酶聯(lián)免疫吸附實驗檢測研究聚酰胺-胺(PAMAM)對補(bǔ)體激活的影響。采用紅細(xì)胞凝集實驗研究聚酰胺-胺(PAMAM)對抗原抗體反應(yīng)的影響。此外,通過細(xì)胞毒性實驗研究聚酰胺-胺(PAMAM)對RAW265.7細(xì)胞的毒性,以及利用吞噬實驗來研究聚酰胺-胺(PAMAM)對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞吞噬功能的影響。[結(jié)果]聚酰胺-胺(PAMAM)能夠改變γ-球蛋白的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,抑制補(bǔ)體激活。第5代末端帶有羧基(-COOH)的聚酰胺-胺(PAMAM)在10mg/mL會破壞紅細(xì)胞的抗原抗體反應(yīng)。末端所帶的官能團(tuán)不同(氨基、羥基、羧基)的聚酰胺-胺(PAMAM)對RAW264.7細(xì)胞的毒性也一樣,G5 PAMAM-NH2(氨基)G5 PAMAM-COOH(羧基)G5 PAMAM-OH(羥基),而羥基的沒產(chǎn)生細(xì)胞毒性。從形態(tài)上觀察,聚酰胺-胺(PAMAM)對小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬功能沒有影響。[結(jié)論]聚酰胺-胺(PAMAM)對免疫分子和免疫細(xì)胞、以及免疫應(yīng)答的影響主要依賴它們的整體結(jié)構(gòu)和表面所帶的官能團(tuán)。
【關(guān)鍵詞】：羧基化單壁碳納米管 血液相容性 紅細(xì)胞 凝血 聚酰胺-胺(PAMAM免疫相容性 γ-球蛋白
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08;TB383.1
【目錄】：

• 中文摘要3-7
• ABSTRACT7-12
• 前言12-21
• 參考文獻(xiàn)18-21
• 第一章 羧基化單壁碳納米管的制備及其血液相容性研究21-35
• 1.1 引言21-22
• 1.2 實驗部分22-25
• 1.3 結(jié)果與討論25-31
• 1.4 本章小結(jié)31
• 1.5 參考文獻(xiàn)31-35
• 第二章 聚酰胺-胺(PAMAM)免疫相容性的初步研究35-61
• 2.1 引言35-36
• 2.2 實驗部分36-42
• 2.3 結(jié)果與討論42-56
• 2.4 本章小結(jié)56
• 2.5 參考文獻(xiàn)56-61
• 全文小結(jié)61-62
• 中英文對照縮略詞表62-64
• 成果64-65
• 致謝65-67

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 鐘大根;劉宗華;左琴華;薛巍;;高分子納米材料與血漿蛋白的相互作用[J];化學(xué)進(jìn)展;2014年04期

2 Keith James Collard;;Transfusion related morbidity in premature babies: Possible mechanisms and implications for practice[J];World Journal of Clinical Pediatrics;2014年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王陽;膿毒癥相關(guān)性腦病星形膠質(zhì)細(xì)胞線粒體生物發(fā)生實驗研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 鐘大根;生物醫(yī)用高分子材料在藥物緩控釋中的應(yīng)用及其安全性評價[D];暨南大學(xué);2013年

2 黃靜秀;抗凝劑流速及新型吸引頭對回收血液中紅細(xì)胞質(zhì)量的影響[D];中南大學(xué);2013年

3 于嬌;缺硒對雞腸道免疫功能的影響[D];東北農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號：650756