負載氨基葡萄糖的光交聯明膠水凝膠性質研究.pdf

1、骨關節(jié)炎是一類由于年齡增加、關節(jié)勞損或創(chuàng)傷等諸多因素引起的關節(jié)軟骨退行性病變?；诳勺⑸渌z的組織工程技術利用細胞與生物材料的三維空間復合體對病損組織進行形態(tài)、結構和功能的重建，為關節(jié)炎的治療提供了新的思路。水凝膠的三維網絡結構有利于干細胞向軟骨方向分化，同時可以作為藥物載體實現對骨關節(jié)炎治療藥物的原位輸送和定量釋放。
　　在本課題中，利用關節(jié)軟骨主要成分膠原蛋白的水解產物明膠作為水凝膠的基底材料，通過對明膠分子和氨基葡萄糖分子

2、的化學改性，將氨基葡萄糖分子以共價交聯的方式負載到光交聯明膠水凝膠體系中，并進一步研究了光交聯明膠水凝膠的理化性質、氨基葡萄糖的釋放特性以及該體系的生物相容性。所取得的研究成果具體包括如下幾個方面:
　　1.通過丙烯?；姆椒?，在明膠分子和氨基葡萄糖分子中引入雙鍵結構，實現紫外光照射可控的丙烯酰氨基葡萄糖(AGA)分子與甲基丙烯酰胺基明膠(GelMA)分子的共價交聯和水凝膠制備。通過對光交聯GelMA-AGA水凝膠理化性質的測試和

3、分析，證明體系中AGA含量的增加能在反應中釋放更多的自由基，增加交聯反應的活性和深度，使水凝膠形成更加致密的網絡結構，從而驗證了該光交聯水凝膠體系的反應機理和產物的結構單元。
　　2.建立了以氨基柱作為分離柱，以乙腈/磷酸鹽緩沖液作為流動相，以194nm紫外光進行檢測的高效液相色譜(HPLC)定量測量氨基葡萄糖及其衍生物的方法，該方法具有良好的專屬性、線性度、準確性、萃取回收率和穩(wěn)定性。利用該方法對光交聯明膠水凝膠體系中氨基葡萄糖

4、和AGA的釋放特征進行了檢測和比較，結果表明，共價交聯的AGA在光交聯水凝膠體系中的釋放速率要遠低于物理包裹的氨基葡萄糖，并且AGA的釋放量隨GelMA濃度增加而增加。通過對相關體積溶脹曲線和降解曲線的測定，進一步研究了同濃度AGA的條件下，GelMA濃度與該光交聯水凝膠體系交聯度的關系。
　　3.論文評價了負載氨基葡萄糖的光交聯明膠水凝膠的細胞相容性。研究了水凝膠體系中各類成分及其釋放產物對細胞活性的影響，比較了骨髓間充質干細胞

5、(BMSCs)在不同AGA含量光交聯水凝膠表面的粘附和生長情況，以及其在光交聯水凝膠內部三維網絡結構中的生長狀態(tài)和細胞活性。結果表明，對氨基葡萄糖分子進行化學修飾并改變其在光交聯水凝膠中的釋放方式，能夠提高其細胞相容性，減少細胞的凋亡。BMSCs在AGA含量較高的光交聯明膠水凝膠表面具有更好的粘附狀態(tài)，形態(tài)更加鋪展。在AGA含量增加使水凝膠硬度增大的條件下，三維水凝膠體系中的BMSCs也能保持較好的活性。
　　本研究工作的創(chuàng)新性在

6、于:1）將明膠和氨基葡萄糖通過光交聯聚合的方法制備成為與關節(jié)軟骨組成相似的可注射水凝膠體系。2）驗證了小分子AGA在紫外光照下產生的更多高活性自由基使水凝膠交聯聚合度增加的理論，提出AGA在光交聯體系中具有交聯劑的功能。3）建立了無需柱前衍生化的HPLC結合紫外光檢測氨基葡萄糖及其衍生物含量的方法，并測定了氨基葡萄糖及其衍生物在明膠水凝膠中的釋放性質，為GelMA-AGA水凝膠在關節(jié)內原位釋放治療關節(jié)炎打下了基礎。
　　綜上所述，