仿细胞外层膜立体结构涂层构建及性能优化研究

基本信息
批准号:21374087
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:宫永宽
学科分类:
依托单位:西北大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王彦兵,党媛,赵婧,郝妮,黄鹏飞,权苗,邵香君
关键词:
多功能聚合物生物材料仿细胞膜结构蛋白质吸附表面改性
结项摘要

Thrombsis,inflammation and other immuno-negative responses induced by nonspecific protein adsorption on biomaterials have restricted the development of biomaterials and its applications. Although protein adsorption can be reduced obviously by cell outer membrane phosphorylcholine (PC) coating, the adsorption amount is still too high to reach the requirement for ultralow biofouling. Inspired by the stereostructure of the cell outer membrane composed of low density carbohydrate chains and PC hydrophilic surface, this project studies the fabrication of cell outer membrane stereostructure mimetic coating with PEG chains and PC groups. The PEG, PC, dopamine and folic acid are integrated into the side chains of polymethacrylate via copolymerization and functionalization. A series of the multifunctional polymers are synthesised by changing the polymer unit composition. The polymers can be adhered onto gold surface by the catechols of the dopamine groups. The coating formation and protein adsorption amount on the coated and uncoated gold surfaces are measured by surface plasma resonance (SPR) spectrum. A simple surface modification method by flowing the multifunctional polymer solution on the surface will be developed and the technical parameters will be optimized. Surface specific interaction can also be integrated into the cell outer membrane stereostructure mimetic coating. This research will provide new materials, new ideas and novel strategy for both extanding the bionic theory of biomaterial modification and resolving biofouling problem in the research and applications.

材料表面非选择性蛋白质吸附诱发凝血、炎症等免疫负反应已经成为制约生物材料及其产业发展的核心问题。目前用仿细胞外层膜磷酰胆碱(PC)亲水涂层方法虽然可以明显降低材料表面的蛋白质吸附量,但很难达到超低污染的要求。受细胞外层膜表面具有空间分布的低密度亲水柔性糖链与PC基团亲水面构成的立体结构的启发,本项目探索用亲水PEG链与PC基团组合构建仿细胞外层膜立体结构涂层。通过共聚及功能化修饰,将PEG、贻贝粘附蛋白主要成分多巴胺、细胞膜PC基团及癌细胞靶向叶酸基团集成在聚甲基丙烯酸酯的不同侧链上、得到组分含量明确的一系列多功能仿生聚合物。利用多巴胺邻苯二酚基团的粘附作用将多功能聚合物粘附在金表面,用SPR光谱研究该聚合物水溶液浸涂处理获得涂层结合牢固、表面抗污及选择性作用可组合及优化的改性新方法。该研究为拓展生物材料仿生改性理论、解决生物材料研究及应用中关键的抗生物污染问题提供新材料、新思路及新方法。

项目摘要

材料表面非选择性蛋白质吸附诱发凝血、炎症等免疫负反应已经成为制约生物材料及其产业发展的核心问题。目前用仿细胞外层膜磷酰胆碱(PC)亲水涂层方法虽然可以明显降低材料表面的蛋白质吸附量,但很难达到超低污染的要求。受细胞外层膜表面具有空间分布的低密度亲水柔性糖链与PC基团亲水面构成的立体结构的启发,本项目探索了用亲水PEG链与PC基团组合构建仿细胞外层膜立体结构涂层方法及条件工艺。通过共聚及功能化修饰,将PEG、贻贝粘附蛋白主要成分多巴胺、细胞膜PC基团及癌细胞靶向基团叶酸集成在聚甲基丙烯酸酯的不同侧链上、得到组分含量明确的一系列多功能仿生聚合物。利用多巴胺邻苯二酚基团的粘附作用将多功能聚合物粘附在金表面,用表面等离子体共振(SPR)光谱研究该聚合物水溶液浸涂处理获得涂层结合牢固、表面抗污及选择性作用可组合及优化的改性新策略。实现了在水溶液中、温和条件下对不同类型材料、不同大小形状器件表面构建超低污染纳米涂层的工艺过程。该研究为拓展生物材料仿生改性理论、解决生物材料研究及应用中关键的抗生物污染问题提供新材料、新思路及新方法。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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