丝素材料对碱性成纤维细胞生长因子吸附和控释.pdf

硕士学位论文

论文题目丝素材料对碱性成纤维细胞生长因子的吸附
和控释
研究生姓名王玲爽
指导教师姓名李明忠教授
专业名称纺织材料与纺织品设计
研究方向丝蛋白生物材料
论文提交日期 2013 年 5 月
丝素材料对碱性成纤维细胞生长因子的吸附和控释中文摘要

丝素材料对碱性成纤维细胞生长因子的吸附和控释
中文摘要
生物材料植入体内后,表面吸附的体液中的蛋白质介导着材料与机体的相互作
用。碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)是体液中的重要蛋白质成份,具有刺激多种
细胞生长的生物活性。从分子和细胞水平赋予蚕丝丝素蛋白材料以主动刺激细胞生长
和组织再生修复的功能是丝蛋白生物材料领域的前沿技术问题。本文较系统地研究了
家蚕和柞蚕丝素膜对 bFGF 的等温吸附行为、吸附动力学特征及其对人皮肤成纤维细
胞的生长的影响,在此基础上,用同轴静电分化与冷冻干燥相结合的技术制备载 bFGF
的丝素微球,并将微球装载于丝素多孔材料内,制得载 bFGF 的丝素多孔材料,研究
多孔材料中 bFGF 的释放行为及其促进细胞生长的活性。
首先,采用荧光蛋白标记的方法成功地对 bFGF 进行了标记,并研究了 bFGF 在
家蚕丝素膜、柞蚕丝素膜和聚己内酯(PCL)膜表面的等温吸附行为、吸附动力学特
征和吸附形态特征。随着 bFGF 初始浓度的增大,丝素膜对 bFGF 的吸附量逐渐增多,
且家蚕丝素膜表面 bFGF 吸附量最大,bFGF 在丝素膜和 PCL 膜表面的吸附符合朗缪
尔模型;bFGF 在吸附初始阶段表现出较快的吸附速率,在吸附 60 min 后基本达到吸
附平衡;利用荧光倒置显微镜、扫描电镜和原子力显微镜观察 bFGF 在材料表面的吸
附形态,结果表明,bFGF 在材料表面吸附后形态发生了不同程度的变化,在家蚕丝
素膜和柞蚕丝素膜表面呈现圆形或不规则形状的小块,而 PCL 膜上 bFGF 仍保持原
有的条形结构。
其次,通过体外细胞培养,研究了家蚕丝素膜,柞蚕丝素膜和 PCL 膜表面对人
皮肤成纤维细胞(HSF)在吸附 bFGF 前后的的生长和增殖情况。HSF 细胞能够在丝
素膜和 PCL 膜表面紧密黏附,形态正常,培养一段时间后,相互之间紧密连接,细
胞数量随培养时间的延长而逐渐增加。MTT 法测定细胞活力的结果表明,与 PCL 膜
相比,丝素膜促进细胞增殖的能力更强;吸附 bFGF 后的丝素膜和 PCL 膜与未吸附
相比,在培养的各个时间段均具有较高的细胞增殖活力,提示 bFGF 发挥了其生物活
性作用;柞蚕丝素膜由于柞蚕分子氨基酸序列中的 RGD 存在,在三种膜中表现出了
最优的促细胞增殖活力。
I
中文摘要丝素材料对碱性成纤维细胞生长因子的吸附和控释
再次,利用同轴静电分化和冷冻干燥技术相结合的方法制备了载 bFGF 芯壳结构
的丝素微球,扫描电镜观察表明微球表面及内壁均有大量微孔存在。将该微球装载到
丝素多孔材料后制备成载 bFGF 的丝素多孔材料,并进行了体外释药实验。结果表明,
载 bFGF 的丝素微球和载 bFGF 的多孔材料均表现出平稳较慢的释放速率,可在体外
持续释放 bFGF 两周以上,而直接吸附 bFGF 的丝素多孔材料表现出了对 bFGF 的突
释,且 48 h 内基本实现完全释放。体外培养 HSF 的测定结果表明,载 bFGF 的丝素
材料在各时间点的细胞活力均优于纯丝素多孔材料及空板,说明丝素多孔材料作为
bFGF 缓释载体,能够保持 bFGF 的生物活性,具有良好的生物相容性。
通过本文的研究,阐明了家蚕丝素膜和柞蚕丝素膜对 bFGF 的吸附能力的强弱及
达到吸附平衡所用的时间,并建立了吸附模型,为进一步理解 bFGF-丝素材料相互作
用提供了依据;同时通过构建一种能保持 bFGF 活性,且能实现对 bFGF 平稳缓慢释
放的载体,为生长因子缓释系统提供了一种新的材料。

关键词:丝素蛋白;碱性成纤维细胞生长因子;吸附;控释;细胞相容性


作者:王玲爽
指导教师:李明忠教授
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