可清除活性氧的水凝胶的制备及其在组织损伤修复中的应用研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yy20090907
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活性氧(Reactive oxygen species,ROS)被认为是许多生理过程中重要的信号分子。然而在组织损伤的病理过程中,炎症反应往往会导致ROS过量的微环境形成,过量生成的ROS会引起氧化应激、扰乱细胞内稳态、破坏周围正常的组织,延缓组织的自修复过程。在组织损伤的治疗过程中,调节损伤微环境、降低ROS的浓度至正常水平,将有利于加速组织损伤的修复进程。水凝胶作为一种亲水性的三维支架材料,已经被广泛的应用于组织损伤的修复。将ROS清除材料与水凝胶支架结合可以赋予水凝胶新的功能,协同地促进组织损伤的修复。本论文基于降低损伤部位过量ROS的需求,制备了两种具有ROS清除能力的水凝胶支架,研究了水凝胶支架的理化性能、对ROS的清除能力和在氧化应激条件下水凝胶支架对细胞的保护能力,探究了清除ROS的水凝胶在组织损伤修复过程中的应用。本论文第一章综述了 ROS在生物生理过程中的作用和危害,介绍了具有ROS清除能力的纳米材料和ROS响应的化学基团,以及水凝胶在组织损伤修复中的应用。第二章将可清除ROS的介孔聚多巴胺纳米粒子(MPDA NPs)掺杂进透明质酸-聚乙二醇(HA-PEG)水凝胶中,制备MPDA@HA-PEG可注射水凝胶。MPDA@HA-PEG水凝胶对多种ROS都具有较好的清除能力,可以保护负载的神经干细胞(NSCs)免受氧化应激的损伤,同时促进NSCs向神经元的分化,表明MPDA@HA-PEG水凝胶在中枢神经系统(CNS)疾病中的潜在应用价值。第三章将ROS响应基团——酮缩硫醇(TK)引入到PEG水凝胶中,制备了一种ROS响应的PEG-TK水凝胶。PEG-TK水凝胶对自由基DPPH具有稳定的清除能力;同时水凝胶中的TK基团可在ROS环境中断键,响应释放其中负载的蛋白分子。进一步的将负载表皮生长因子(EGF)的PEG-TK水凝胶作为伤口敷料用于促进SD大鼠全层皮肤损伤的愈合,实验结果显示该ROS响应水凝胶可以降低伤口处的ROS水平,并缓解炎症反应,促进伤口愈合。这类具有抗氧化能力、可ROS响应释药的水凝胶在炎症相关疾病中有很好的应用前景。
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