生物惰性－生物活性双重功能材料与干细胞微环境

由羧酸甜菜碱衍生物得到的两性离子聚合物不仅具有良好的生物相容性，同时具有优异的抗蛋白质非特异吸附性能及易于功能化的特点。干细胞微环境的构建对干细胞基础理论的研究及临床应用都具有重要的指导意义。本项目拟通过顺序聚合的手段，构建同时具有特定生物活性及完全生物惰性的细胞包装载体。通过调节载体的结构，控制不同结构及分子量物质的透过能力。以间充值干细胞为（MSCs）模型细胞，构筑干细胞装载体。详细研究干细胞增殖及分化过程中多种生物活性分子的调控作用。在此基础上，将细胞装载体植入体内，初步研究外源性及内源性生物活性分子在MSCs向肝细胞分化过程中所起的作用。研究思路及结果将为干细胞治疗技术的理论研究构建有效的平台，同时可为体内再生医学的研究提供一条新的途径。

生物材料的抗蛋白质非特异性吸附性能是其应用成功与否，效率高低的重要因素的之一，如体内植入材料、血液透析、隐形眼镜、基因芯片及蛋白质芯片等。蛋白质的非特异性吸附是长期以来造成材料功能失效的关键问题。目前国外在船体抗蛋白吸附材料方面已进行了大量研究，而国内对此研究基本处于空白状态。制备抗蛋白质吸附的材料(non-fouling)将会有重大意义。 . 两性聚电解质由于其含有超亲水性阴阳离子基团，使得两性离子聚合物具有热稳定、化学稳定、生物相容血液相容以及抗生物污染等性质。两性离子强的极化作用，能改变材料周围水分子的排列结构，进而导致水分子层之间的氢键作用增大，形成一个比较厚的水合层，使得两性聚电解质具有极好的抗蛋白质吸附能力，使其可以用于防污涂层、抗菌涂层、抗凝血材料、药物传输、基因传递载体、分离膜以及船体涂料中。. 天然聚多糖以其良好的环境相容性、可再生性及资源丰富等优点受到科学家们普遍地关注。本项目设计并合成了结构精确可控的多糖基两性离子聚合物，通过主链及支链结构的调整，控制所得聚合物的温敏性能及抗蛋白质非特异性吸附性能。在此基础上，进一步将其与具有特异性生物学性能的生物活性分子结合，最终同时赋予该类聚合物优异的抗蛋白质非特异性吸附性能和特定多肽或蛋白质所体现的特异性生物活性功能。以内皮细胞及骨髓间充质干细胞（MSCs）为模型细胞，构筑了细胞装载体。研究了多糖基两性离子聚合物的细胞黏附及包埋活性，结果表明：淀粉基两性离子聚合物具有良好的抗细胞黏附功能，但没有细胞毒性。通过GRD的功能化，可以使淀粉基两性离子聚合物的细胞黏附功能明显提升，进一步将其与Dex复合，可以高效诱导MSCs向成骨细胞的定向分化。. 另外，以壳聚糖及卡拉胶为囊壁材料，通过LBL技术制得了结构可控的空心微囊，为项目后期细胞的微囊化装载奠定了良好的基础。