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贻贝(Mussel)分泌粘附蛋白可将其粘附于有机、无机、天然及合成的等几乎任何表面。通过模仿粘附蛋白的功能成分及其粘附功能,将粘附蛋白的主要粘附基团多巴胺和细胞外层膜结构的磷酰胆碱基团组合到聚丙烯酸酯侧链上,合成得到粘附蛋白和细胞膜双仿生聚合物Catechol-g-P(MPC-MEONP)(PMNC)。用该聚合物水溶液浸涂不同材料,多巴胺中的邻苯二酚基团将聚合物粘附固定在材料表面,聚合物侧链上的磷酰胆碱亲水基团在材料与水界面自动形成仿细胞外层膜结构壳层。本论文的具体工作内容包括以下三个部分:(1)双仿生聚合物PMNC的合成及表征。合成过程包括三步:首先用对硝基苯氧甲酰氯与甲基丙烯酸聚乙二醇酯进行酰化反应合成对硝基苯氧甲酰甲基丙烯酸聚乙二醇酯(MEONP)。然后通过偶氮二异丁腈(AIBN)引发MEONP和2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)共聚合成对硝基苯氧甲酰甲基丙烯酸聚乙二醇酯-co-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱的共聚物(P(MPC-MEONP))(PMN)。最后利用活性酯基团的桥连作用接枝含邻苯二酚基团的多巴胺,获得粘附蛋白和细胞膜双仿生聚合物PMNC。核磁和紫外确定了聚合物的结构及组成,本方法合成的一系列聚合物经GPC测定,分子量在10000-20000 之间,总产率为 45-55%。(2)双仿生聚合物涂层的构建及性能研究。将PMNC聚合物水溶液浸涂在多种材料表面包括盖玻片(Glass)、304号通用型不锈钢片(Steel)、聚碳酸酯片(Polycarbonate)、聚丙烯片(PP)和聚四氟乙烯片(PTFE)上构建了仿细胞外层膜涂层。动态接触角(DCA)、静态接触角(SCA)结果显示,经改性后所有不同片基表面的接触角几乎相同,表现出了涂层的性质,表明涂层涂覆成功。X射线光电子能谱(XPS)和表面红外(ATR-FTIR)结果也显示,贻贝和细胞膜双仿生聚合物被成功地涂覆于基材表面。涂层经过长时间的水中浸泡、75%乙醇浸泡及1.0%的十二烷基苯磺酸钠(SDS)水溶液中超声30min后,涂层的接触角未发生明显变化,表明双仿生聚合物与基材表面结合牢固。(3)双仿生聚合物及其涂层的生物性能研究。双仿生聚合物对小鼠结缔组织成纤维细胞L929毒性研究结果显示,细胞的存活率达90%以上,表明双仿生聚合物无细胞毒性或其生理毒性较小。蛋白吸附结果显示,聚合物PMNC改性盖玻片、不锈钢片和聚碳酸酯片形成涂层的牛血清蛋白(BSA)和纤维蛋白原(Fg)吸附量降低90%以上;在极难涂覆改性的强疏水性聚四氟乙烯表面,PMNC涂层的蛋白吸附量也明显降低,BSA蛋白降低38%,Fg蛋白降低62%。人体血小板粘附实验结果显示,聚合物PMNC改性涂层较未改性基材表面血小板粘附量降低95%以上,表明双仿生聚合物涂层具有良好的抗血小板粘附性能。选择小鼠结缔组织成纤维细胞L929来进行抗细胞的粘附性能测试,结果显示,PMNC改性涂层较未改性基材表面的细胞粘附量明显下降,表明双仿生聚合物涂层具有较好的抗细胞粘附性能。综合结果表明,涂层的生物性能良好。本论文建立的在双仿生聚合物PMNC水溶液中浸涂处理构建仿细胞外层膜结构涂层的简便方法,可能替代过程复杂、条件苛刻、对生物体系有不良影响的化学反应修饰过程,获得表面基团精确控制的改性涂层。该研究成果在纳米粒子表面性质的精确调控、体内植入材料及人工器官的表面改性方面有极好的应用前景。