叶酸-短肽基新型小分子水凝胶的制备及其在细胞三维培养中的应用

短肽类小分子水凝胶已经被证明在药物控释、生物矿化等领域有很高的应用前景。然而，该体系中成胶因子必须含有芳环基团的特点限制了其在细胞三维培养中的广泛应用。为克服此缺点，本计划基于前期发现，提出了一类基于叶酸和短肽的新型小分子水凝胶成胶体系。叶酸是人体每日必需的维生素，具有生物相容度高的特点，使用叶酸替代前人报导的短肽类成胶因子中的芳环基团（萘环、芴环类化合物）将大大提高所得到的小分子水凝胶的生物相容性。本计划拟采用本课题组与合作课题组共同开发的一种新型成胶技术- - 二硫键还原成胶技术实现胶体对细胞的均匀包裹。所得到的小分子水凝胶将采用高效液相色谱、流变仪、扫描电镜、透射电镜、圆二色谱、红外色谱等设备进行表征。计划中所设计的叶酸-短肽类化合物具有合成容易、成本较低、易于与各类生物活性多肽结合等特点，该类水凝胶在细胞三维培养中的应用将大大推动小分子水凝胶在组织工程等领域的实际应用。

在项目资助下，课题组通过谷胱甘肽还原成胶法制备了两类新型小分子水凝胶。一类是基于抗癌药物喜树碱水凝胶，一类是基于Fmoc-FF的水凝胶。前者有利于提高抗癌药物喜树碱的水溶性，能用于对喜树碱药物的控制释放。后者可以用于细胞的3D培养，我们的研究证实低强度的水凝胶有利于细胞的3D培养。同时，课题组还研发了具有光响应性的小分子水凝胶。该水凝胶在365纳米的光照下被破坏，从而释放出抗炎药物萘普生，实现了光可控的药物释放。我们和合作课题组共同制备了一类基于类肽的小分子水凝胶。我们的研究发现类肽的加入能够大大增强小分子成胶因子的稳定性。总体而言，在4年的项目执行期间，课题组基本按照项目既定目标完成了课题，并发表了5篇SCI收录论文和1篇国内核心期刊论文。