基于层层自组装多层膜的微针药物及粘附细胞释放研究

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1、硕士学位论文基于层层自组装多层膜的微针药物及粘附细胞释放研究TheReleaseofMicroneedle-includedDrugsandAdherentCellBasedonLayer-by-LayerSelf-assembledMultilayerFilm作者姓名：张陶冶指导教师：陈春华曹一平学科专业：高分子化学与物理2018年06月分类号密级UDC江汉大学学位论文基于层层自组装多层膜的微针药物及粘附细胞释放研究张陶冶导师姓名职称陈春华副教授；曹一平副教授申请学位级别硕士学科专业名称高分子化学与物理论文提交日期论文答辩日

2、期学位授予单位江汉大学答辩委员会主席教授学位论文评阅人江汉大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江汉大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在___年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：学位论文独创性声明本人郑重声明：

3、所呈交的学位论文系本人在导师指导下独立完成的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标记和致谢的部分外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本人如违反上述声明，愿意承担由此引发的一切责任和后果。研究生签名：日期：年月日江汉大学硕士研究生学位论文第I页摘要层层自组装技术（Layer-by-layerself-assembly,LbL）是最近二十年出现的一种借助分子之间的弱相互作用（例如静电

4、作用、氢键、配位键等）形成自组装多层膜体系的技术。层层自组装技术操作简单、对制备环境以及设备要求不高，自组装基材的选择也非常广泛，是一种在基底上构建多层膜的简单方法。基于层层自组装技术的种种优点，本论文尝试在药物缓释方向与细胞的粘附与无损释放方向上拓展层层自组装技术的应用。主要内容包括：1.制备pH响应型载药微针以及在细胞毒性实验上的初步应用。微针是指高度仅在几百微米的微型针列，由于其特殊的形状特点在经皮给药的应用方向上显示出广阔的发展前景。本论文利用氢键层层自组装技术将阿霉素胶束负载在聚乳酸（PLA）微针表面，制备pH响应的

5、载药微针。该载药微针可以实现在酸性条件下组装阿霉素胶束，在生理pH条件下对其进行释放。本文从制备阿霉素胶束开始，扫描电子显微镜（SEM）和激光粒度仪分别表征了胶束的形貌和粒径。利用激光共聚焦显微镜（CLSM）表征载药后的微针，可看到胶束在微针表面均匀分布。同时本文还进行了药物释放动力学研究，紫外-可见光分光光度计（UV-Vis）测试结果表明在105℃加热交联10分钟后，药物完全释放的时间由2小时延长至48小时。本研究中我们利用诱导多能干细胞定向分化成功得到了在培养皿中跳动的心肌细胞，并将其作为细胞生理学模型。将载药微针作用在心

6、肌细胞上，利用微电极针列（MEA）来表征微针对细胞的影响。2.制备基于PDMS膜的近红外光响应多层膜上转换纳米粒子（UCNPs）是一种可在近NIR激发下发射出局部紫外光的特殊材料。本章中将聚（二甲基硅氧烷）（PDMS）包覆UCNPs用以制备柔性、自支撑的PDMS/UCNPs复合膜，在复合膜上利用静电层层自组装的方法构建偶氮苯（azo）多层膜，将连接罗丹明-B的α-环糊精（α-CD-RhB）作为模型药物通过络合作用负载到膜上，在生物友好性的近红外光照射下，薄膜发出局部紫外光，激发膜上的偶氮单元发生反式-顺式异构化达到释放药物的目

7、的。我们用UV-Vis表征膜增长的过程，负载α-CD-RhB后，复合膜由黄色变为红色，在图案掩盖下照射NIR半个小时后清洗，可明显发现被图案掩盖的地方保留红色，未掩盖的地方红色消失，验证了在NIR照射下，模型药物可以被释放。江汉大学硕士研究生学位论文第II页3.利用近红外光响应复合膜捕获/释放乳腺癌细胞（MCF-7）在细胞的粘附与无损释放方向，从分子层面上调节细胞行为在细胞和材料的相互作用上是一种理想的方法。本章结合前面工作的基础，将复合膜用于捕获并释放MCF-7，我们通过4-马来酰亚胺丁酸N-氢琥珀酰亚胺酯（GMBS）与链霉

8、亲和素（SA）将抗上皮细胞粘附分子（anti-EpCAM）修饰在SH-β-CD上，利用anti-EpCAM与MCF-7细胞表面抗原的特异性结合来捕获MCF-7，近红外光照射复合膜诱导偶氮单元的反式-顺式异构化，该过程使得整个细胞-抗体-抗生蛋白链菌素复合物从功能化的表面快速释