物理共混调节温敏可注射水凝胶细胞支架材料性质的研究

摘要

本课题主要工作内容为采用物理共混的方法改善以PNIPAM为基础的三维细胞支架凝胶材料在应用方面的不足。我们之前证实PNIPAM微凝胶为基础的凝胶材料可原位形成凝胶并作为三维细胞培养的支架材料，但其性质还存在很多不足，之前的研究方法均是通过化学修饰的方法来改善凝胶性质，本文中采取的物理共混方法相比于化学修饰更加简单易于操作，并且可通过添加物的选择及含量赋予凝胶体系更多的有利性质。
　　 本文将PEG与PNIPAM微凝胶按一定比例混合得到共混凝胶体系。该混合凝胶在生理pH和离子强度条件下可成凝胶。此外，随着PEG含量增高，凝胶的强度和凝胶化温度有所降低，但凝胶收缩的程度有所缓解。我们认为PEG在体系中与PNIPAM微凝胶无化学相互作用，但是会阻碍PNIPAM链段的收缩聚集。细胞培养结果表明，相比于单组分PNIPAM微凝胶材料，HepG2细胞在PEG含量较低(0.75wt％PEG，3wt％PNIPAM)的凝胶中生长状况良好，可在短时间内生长成为紧密的大小均一的多细胞球结构。上述结果证明该方法是一种可调节凝胶性质的有效方法。在这之后我们用线性PNIPAM分子代替PEG进行同样的研究，线形PNIPAM分子性质与PEG有所不同，得到的混合凝胶的性质不甚理想，但是通过研究我们进一步了解线形PNIPAM和PNIPAM微凝胶在凝胶性质方面的差异，进一步证实了微凝胶在应用方面的优势。此外，我们也验证了物理共混是一种有效的可调控凝胶材料性质的方法。其中混合体系的设计对材料的性质影响很大。在之后的工作中，应进一步探索适宜引入共混体系的物质，如引入生物相容性较高的高分子或其他对细胞生长具有促进作用的物质，使该材料在细胞生长得到多细胞球的研究方面得以更大的应用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

第一节 温度敏感性水凝胶在生物医用领域的应用

1.1.1 环境响应性水凝胶简介

1.1.2 温度敏感性水凝胶研究概括

1.1.3 可注射凝胶作为生物医用材料的研究概括

第二节 PNIPAM微凝胶在生物医用领域的研究概括

1.2.1 微凝胶简介

1.2.2 PNIPAM微凝胶研究概括

第三节 物理共混方法改善凝胶性质的研究

第四节 本课题的提出

第二章PNIPAM/PEG共混调节可注射细胞支架材料性质

第一节 前言

第二节 实验部分

2.2.1 原料，仪器和设备

2.2.2 微凝胶及混合凝胶的制备

2.2.3 凝胶的表征

2.2.4 凝胶支架中HepG2细胞培养及检测

第三节 实验结果与讨论

2.3.1 PNIPAM微凝胶的合成与表征

2.3.2 PNIPAM微凝胶/PEG共混凝胶的性质表征

2.3.3 共混凝胶3D细胞培养结果

第四节 小结

第三章 线形PNIPAM性质及引入共混凝胶体系的研究

第一节 前言

第二节 实验部分

3.2.1 原料，仪器和设备

3.2.2 微凝胶及混合凝胶的制备

3.2.3 凝胶的表征

3.2.4 凝胶中HepG2细胞的培养与检测

第三节 实验结果与讨论

3.3.1 单组分凝胶性质对比研究

3.3.2 共混凝胶性质的研究

3.3.3 凝胶性质与凝胶浓度关系的研究

3.3.43D细胞培养研究

第四节 小结

第四章 结论

参考文献

致谢

个人简历

在学期间发表的学术论文与研究成果