抗凝血超支化聚合物制备及其性能研究

抗凝血超支化聚合物制备及其性能研究

论文摘要

超支化聚酯是具有高度支化结构的一类准椭球状大分子,其表面富集大量活性官能团,有利于进一步的功能化设计,从而使之在生物医药等领域得到广泛应用,比如作为基因转染、药物缓释的载体等。本文选取2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)作为AB2单体,三羟甲基丙烷(TMP)作核单体,合成二代的超支化聚酯(HBPE)。这种超支化聚合物具有丰富的末端羟基官能团,然而由于其只能溶于有机溶剂,如DMSO、THF等,限制了超支化聚合物在生物体内的应用。利用1,3-丙烷磺内酯(PS)对末端基团进行改性,得到水溶性的磺酸化超支化聚酯(HBPE-SO3),并通过FTIR、1HNMR、13CNMR、ESI-MS. EDS等对其结构及分子量表征,此外,还利用透射电镜(TEM)和计算机模拟计算方法对其水溶液中胶束形态以及自组装原理进行研究。超支化聚酯分子表面经磺酸化成功改性后,具有良好的水溶性。为了检验磺酸基特征官能团的“类肝素”性质,为此,我们对HBPE-SO3纳米粒子进行了相关血液相容性及细胞相容性评价,利用凝血时间测定(APTT、PT、TT)、补体激活、血小板激活、溶血率、红细胞形态对其进行血液相容性评价,并利用MTT法进行细胞毒性的相关评价。结果表明:HBPE-SO3纳米粒子具有良好的抗凝血性能,且无细胞毒性。我们进一步选择对超支化聚酯表面进行修饰羧基的研究,一方面是因为羧基也可以使材料表面带有一定的负电荷,另一方面羧基基团的反应活泼性也为未来我们应用超支化聚酯纳米材料提供了更多的可能。通过利用丁二酸酐(BA)对HBPE末端羟基改性,得到水溶性的羧酸化超支化聚酯(HBPE-CA),并利用1H NMR表征其结构,利用TEM和扫描电镜(SEM)研究其水溶液胶束形态,并进行了凝血实验(APTT、PT、TT)、溶血率、补体激活、血小板激活以及细胞毒性等相关评价。结果表明:HBPE-CA纳米粒子同样具有良好的抗凝血性能以及无细胞毒性。在上述研究的基础上,本文将相容性较好的超支化聚酯结构构建到玻璃表面,通过FTIR、XPS、AFM、水接触角证明玻璃表面已成功构建超支化结构,然后通过血小板粘附、红细胞粘附检测其血液相容性,由此表明超支化聚酯在改善材料表面血液相容性方面的作用。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 超支化聚合物
  • 1.1.1 超支化聚合物的研究进展
  • 1.1.2 超支化聚合物的改性
  • 1.1.3 超支化聚合物的自组装
  • 1.2 超支化聚合物在生物医学领域的应用
  • 1.2.1 基因转染
  • 1.2.2 药物输送
  • 1.2.3 抗菌材料
  • 1.2.4 防污材料
  • 1.3 抗凝血生物材料
  • 1.3.1 研究意义
  • 1.3.2 凝血机制
  • 1.3.3 评价方法
  • 1.4 本课题研究目的和主要研究内容
  • 1.4.1 研究目的
  • 1.4.2 研究内容
  • 第2章 磺酸化超支化聚酯的合成表征及其胶束行为研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 试剂与仪器
  • 3纳米粒子的合成'>2.2.2 HBPE-SO3纳米粒子的合成
  • 3纳米粒子的表征'>2.2.3 HBPE和HBPE-SO3纳米粒子的表征
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 理化性能分析
  • 2.3.2 自组装行为分析
  • 2.4 小结
  • 3血液相容性、细胞毒性的评价研究'>第3章 HBPE-SO3血液相容性、细胞毒性的评价研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 试剂与仪器
  • 3纳米粒子的血液相容性'>3.2.2 HBPE-SO3纳米粒子的血液相容性
  • 3.2.3 细胞毒性(MTT)
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 血液相容性
  • 3.3.2 细胞毒性分析
  • 3.4 小结
  • 第4章 羧酸化超支化聚酯的合成表征及血液相容性
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 试剂与仪器
  • 4.2.2 HBPE末端羧酸化改性
  • 4.2.3 HBPE-CA纳米粒子的理化性能及血液相容性
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 核磁共振氢谱分析
  • 4.3.2 TEM和SEM分析
  • 4.3.3 溶解性对比
  • 4.3.4 体外凝血时间分析
  • 4.3.5 红细胞溶血率分析
  • 4.3.6 补体激活及血小板激活分析
  • 4.3.7 细胞毒性分析
  • 4.4 小结
  • 第5章 玻璃表面超支化改性及其血液相容性研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 实验部分
  • 5.2.1 试剂与仪器
  • 5.2.2 玻璃表面超支化改性
  • 5.2.3 理化性能及血液相容性
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.3.1 红外分析
  • 5.3.2 XPS分析
  • 5.3.3 AFM分析
  • 5.3.4 水接触角分析
  • 5.3.5 血小板粘附
  • 5.3.6 全血粘附
  • 5.3.7 红细胞溶血率分析
  • 5.4 小结
  • 第6章 总结与展望
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 后续展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的学术论文及科研成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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