功能性自組裝多肽水凝膠的設計及在神經(jīng)再生方面的應用研究.pdf

1、近年來，神經(jīng)再生一直是醫(yī)學及組織工程領域的熱門課題及難題。神經(jīng)一旦受到損傷失去功能，將對生活造成嚴重的影響。尤其是中樞神經(jīng)，在受到損傷后難以修復，往往造成患者終生殘疾，給患者家庭和社會帶來沉重的負擔。近年來，組織工程的提出和發(fā)展為神經(jīng)再生帶來了契機。利用生物材料支架在損傷區(qū)域構建人工細胞外基質(zhì)，可促進神經(jīng)再生，使受損神經(jīng)恢復并具有功能，具有重要的研究意義和臨床價值。
　　幾乎所有的細胞在體內(nèi)都是在三維條件下生長，但現(xiàn)在的生物醫(yī)學研

2、究中，細胞培養(yǎng)大多是在二維條件下進行，這與體內(nèi)生長環(huán)境相差較大，影響細胞生長，甚至會引起細胞基因或者功能變化。因此，材料學家和生物學家在構建細胞三維生長環(huán)境方面進行了不懈的努力。自組裝多肽RADA16-I在中性pH或者在金屬離子存在下可發(fā)生自組裝形成納米纖維水凝膠，在結(jié)構上模仿了天然細胞外基質(zhì)，可作為構建神經(jīng)細胞三維生長和神經(jīng)再生的理想支架材料。但是一個顯著的缺點是該材料水溶液具有明顯的酸性(pH=3～4)，會對機體和組織造成損傷，大大

3、限制了它在生物醫(yī)學工程領域的應用。
　　本學位論文課題對自組裝短肽RADA16-I進行改性，自主設計了三種功能性自組裝多肽：RADA16-RGD、RADA16-IKVAV和RADA16-YIGSR，分別具有促進細胞粘附，誘導神經(jīng)軸突伸長的功能，在中性條件下混合后能夠迅速形成凝膠。我們利用自主設計的自組裝多肽在神經(jīng)再生方面開展研究。
　　具體的研究內(nèi)容如下：
　　1、自主設計功能性自組裝短肽，通過多種表征手段，包括AFM

4、、TEM、CD和Raman等技術，研究不同條件下自組裝短肽形成納米纖維的形貌和結(jié)構特點，探究時間、pH、堿的種類對多肽水凝膠結(jié)構的影響，并推測其自組裝機理；
　　2、設計的RADA16-IKVAV和RADA16-RGD分別具有誘導神經(jīng)軸突伸長和促進細胞粘附的功能，中性條件下二者帶有相反電荷，混合后能夠迅速形成凝膠。在前期研究基礎上，我們進一步研究其共組裝機理，并提出可能的組裝模型。利用該功能性凝膠構建神經(jīng)支架，進行體內(nèi)、體外實驗，