功能性纳米自组装多肽KLPP凝胶修复软骨缺损的实验研究

目的探讨功能性纳米自组装多肽KLPP凝胶对关节软骨缺损的修复作用。方法培养人骨髓间充质干细胞(BMSCs),将BMSCs分为BMSCs-KLD-12组(BMSCs与KLD-12凝胶共培养)和BMSCs-KLPP组(BMSCs与KLPP凝胶共培养),分别行软骨诱导分化培养,MTT法检测细胞的增殖活性。将人软骨组织分为软骨-KLPP组(制作软骨缺损区并填充KLPP凝胶进行培养)、软骨-KLD-12组(制作软骨缺损区并填充KLD-12凝胶进行培养)、软骨组(仅制作软骨缺损区)。Calcein-AM/PI双染法检测BMSCsKLD-12组及BMSCs-KLPP组的细胞毒性。培养49 d后,收集软骨组、软骨-KLD-12组、软骨-KLPP组的软骨组织进行切片,并行阿尔新蓝染色。Western blot法检测各组中Ⅰ型胶原(Col-Ⅰ)、Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、Ⅹ型胶原(Col-Ⅹ)的表达。结果与BMSCs-KLD-12组比较,BMSCs-KLPP组培养1 d、3 d、7 d的细胞增殖率均明显增加(P<0.05),且Col-Ⅰ、Col-Ⅱ、Col-Ⅹ的相对表达水平明显增加(P<0.05)。Calcein-AM/PI双染色检测表明BMSCs-KLPP组和BMSCs-KLD-12组细胞活性基本一致,KLPP凝胶无细胞毒性。与软骨-KLD-12组比较,软骨-KLPP组软骨修复作用更明显(P<0.05),且Col-Ⅰ、Col-Ⅱ、Col-Ⅹ的相对表达水平更高(P<0.05)。结论功能性纳米自组装多肽KLPP凝胶对关节软骨缺损具有良好的修复作用。

结晶驱动共聚类肽在水溶液中自组装制备二维纳米片

两亲性嵌段共聚物在水溶液中可以组装形成亲水性部分为外壳,疏水性部分为内核的胶束。通过开环聚合和巯基-烯点击化学制备了侧链含氨基的聚(N-烯丙基甘氨酸)-b-聚(N-正辛基甘氨酸)((PNAG-g-NH_(2))-b-PNOG)两嵌段共聚物,并研究了其在水溶液中的结晶驱动自组装(CDSA)行为,结果表明,由于pH升高,氨基去质子化降低了PNAG-g-NH_(2)的亲水性,胶束的胶体稳定性降低,利于纳米片的形成。同时,缓慢冷却室温后后,由于PNOG结晶,更多纳米片形成,并且该胶束溶液pH调至6.5后,纳米片结构依然存在。通过透射电子显微镜(TEM)观察到二维不规则纳米片。

功能性自组装纳米多肽水凝胶负载脂肪间充质干细胞的研究

目的观察功能性自组装多肽的理化性质、自组装成水凝胶特性及对细胞进行三维培养。方法合成RADA、RGD、KLT3种多肽并制备RAD／KLT!RGD多肽混合溶液，盐溶液诱发多肽溶液自组装成水凝胶。原代培养脂肪间充质干细胞并对其进行鉴定，使用水凝胶对其三维培养来观察其在水凝胶中的生长，并设置RAD／KLT水凝胶组做对比。结果多肽溶液成功自组装成水凝胶，干细胞在三维培养中迁移、分化并有成管腔的趋势，RAD／KLT／RGD水凝胶[（87．75±4．79）个细胞／视野]较对比组[（65．50±6．25）个细胞／视野]黏附生长了更多的细胞（P〈0．05）。结论RAD／KLT／RGD功能性自组装纳米多肽水凝胶是一种更为优良的组织工程框架材料。

功能性硅烷在纳米氧化硅表面的自组装(英文)

在分散体系中 ,两种功能性硅烷 ,甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷 (MPTES)和氨丙基三甲基硅烷 (APTES)在纳米氧化硅表面形成自组装单分子层 ,用XPS和FTIR对所得自组装单分子层进行了表征 .元素分析结果表明 ,所得功能性纳米氧化硅中的功能基含量分别为 1.0 3mmol/g甲基丙烯酰氧基 /丙烯酰氧丙基纳米氧化硅 (MPSN)和 3.34mmol/g氨基 /氨丙基纳米氧化硅 (APSN) .LSS分析结果表明 ,未修饰纳米氧化硅、MPSN和APSN在甲苯分散体系中的平均流体力学直径大约分别为 2 4 0、4 5和 5 6 0nm .

可缓释富血小板血浆生长因子的新型自组装多肽水凝胶制备及性能表征

背景:富血小板血浆水凝胶由于生长因子的突发释放与伤口部位蛋白酶的快速清除,导致生长因子在伤口部位的停留时间较短,近年来研究者关注利用水凝胶材料包封富血小板血浆,以改善富血小板血浆水凝胶的不足。目的:制备自组装多肽-富血小板血浆水凝胶,探究其对富血小板血浆生物活性因子释放的影响。方法:采用固相合成法合成自组装多肽,以D-PBS配制成溶液。将不同体积的多肽溶液分别与富血小板血浆、氯化钙/凝血酶溶液混合制备水凝胶,使体系中多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察成水凝胶状态,并体外检测富血小板血浆中生长因子释放情况。将质量分数1%多肽溶液与质量分数1%人血清白蛋白溶液混合激发多肽自组装,使多肽的最终质量分数分别为0.1%,0.3%,0.5%,观察液体流动状态,并检测自组装多肽的流变力学性能。通过扫描电镜与透射电镜观察多肽(质量分数分别为0.1%,0.001%)-人血清白蛋白溶液的微观结构。结果与结论:①不同体积多肽溶液与富血小板血浆均可形成水凝胶,与富血小板血浆水凝胶相比,0.1%,0.3%多肽-富血小板血浆凝胶可缓解表皮生长因子、血管内皮生长因子的突发释放,延长释放时间至48 h。②添加人血清白蛋白后,0.1%多肽组仍呈流动液体,0.3%多肽组呈半液体状态,0.5%多肽组激发自组装形成水凝胶,确定富血小板血浆中人血清白蛋白可激发多肽自组装;随着多肽质量分数的提高,自组装多肽的存储模量越高,越容易成胶。③透射电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽纳米纤维较短且无序堆积;添加人血清白蛋白后,多肽纳米纤维明显变长,并且相互交联成束,形成致密的纤维网络结构。扫描电镜下可见,添加人血清白蛋白前,多肽呈无序堆积的片状结构;添加人血清白蛋白后,多肽自组装成相互交联且有序密集排列的多孔状结构。④结果显示,新型自组装多肽可由富血小板血浆激发自组装,根据人血清白蛋白与多肽的比例可精准调节自组装效果,且多肽对富血小板血浆生长因子有缓释作用,可作为一种新型的生物材料应用于组织修复。

功能性CdTe纳米晶的合成及自组装膜的发光性质

以巯基乙酸为稳定剂和修饰剂,采用湿化学法合成了功能性CdTe纳米晶;用X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)和高分辨透射电镜(HRTEM)表征其粒度和形貌,制得的CdTe为立方单晶,近似呈球形,分散性较好,粒径约40-70nm;通过CdTe纳米晶与阳离子聚电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)之间的静电相互作用,在石英基片表面通过静电自组装方法制备了多层CdTe纳米晶薄膜,以荧光分光光度计、UV-Vis和场发射扫描电子显微镜(SEM)测试手段对所得的CdTe纳米晶薄膜进行了表征;结果表明:所得CdTe-PDDA复合膜组装有序,分布均匀,该复合膜的荧光强度随着组装层数的增加而呈线性增强,具有良好的光致发光性,在554nm附近有绿色荧光发射。

壳聚糖/功能性自组装多肽复合支架的制备及神经再生研究

利用天然生物交联剂京尼平交联壳聚糖(CS)和功能性自组装多肽(F-SAP),经冷冻干燥制备了不同配比的CS/F-SAP复合支架;通过比较复合支架的微观形貌、孔隙率、力学性能和吸水率确定复合支架的最佳配比,并通过研究复合支架对神经干细胞分化的影响探究其对神经再生的作用。结果表明,CS/F-SAP复合支架具有多孔结构;20 mg·mL^-1的CS溶液与10 mg·mL^-1F-SAP溶液最佳体积比为1∶1,该条件下制备的CS/F-SAP复合支架能够促进神经干细胞向神经元方向分化,促进神经再生。

自组装IKVAV多肽纳米支架及其对背根神经节神经元细胞的作用

目的:应用自组装IKVAV多肽纳米支架与鼠背根神经节神经元细胞(DRGc)联合培养,观察其对DRGc的作用。方法:将多肽溶于0.1MNaOH溶液中,调整pH值为8.5,多肽浓度为0.01mg/μl,与等体积DMEM/F12混合触发多肽自组装为凝胶支架,透射电镜检测。采用原代分离培养方法获得DRGc单细胞悬液后分为实验组与对照组,实验组中DRGc接种于凝胶支架表面,对照组接种于多聚赖氨酸表面,倒置相差显微镜观察神经元生长情况,采用细胞计数结合免疫细胞化学染色方法,观察DRGc的存活和轴突生长情况,并行统计学分析。结果:透射电镜下显示自组装凝胶支架为编织状纳米纤维。实验组和对照组中DRGc培养1d时平均轴突长度分别为43.8±10.4μm、33.4±5.75μm;培养14d时实验组和对照组中神经元数目分别为36.50±1.78个/视野、19.70±3.71个/视野,神经元所占比例分别为(43.60±4.83)%、(26.97±4.90)%,两组间比较有显著性差异(P<0.05)。结论:自组装IKVAV多肽纳米支架能降低神经元的死亡率,并诱导轴突的发生和生长,具有支架及生物活性双重作用,可作为神经组织工程支架材料。

多重自组装纳米功能性涂料

公开日：2009．03．11，申请人：徐州市三为水性漆科技有限公司，地址：（221000）江苏省徐州市南郊高新技术创业中心311室，发明人：孙立为，专利代理机构：徐州市三联专利事务所，代理人：何君。

活性多肽IKVAV纳米纤维凝胶的自组装及其生物相容性检测

目的:合成神经活性多肽IKVAV(isoleucine-lysine-valine-alanine-valine,异亮氨酸-赖氨酸-丙氨酸-缬氨酸)多肽两亲性分子,在体外进行自组装成为纳米纤维,并且初步检测其生物相容性。方法:实验于2005-12/2006-03在华中科技大学附属协和医院骨科实验室完成。①IKVAV多肽两亲性分子委托上海波泰生物科技公司合成,并用高效液相色谱仪和质谱仪进行纯化和分析。②IKVAV纳米纤维凝胶自组装:分别取200μL10,5和2.5g/LIKVAV两亲性分子(IKVAVPeptide-AmpHipHile,IKVAV-PA)溶液置入小玻璃瓶中,分别加入等体积的含有钙(200mg/L)、镁(97.67mg/L)二价阳离子的DMEM细胞培养基溶液,自组装成为5,2.5和1.25g/L的材料。通过HCl溶液和蒸汽使IKVAV-PA自组装。③透射电镜检测:用场发射能量过滤型透射电镜对自组装后材料进行检测。④生物相容性初步检测:培养L929细胞系,加入不同浓度的IKVAV自组装材料,各组IKVAV-PA的最终浓度分别为0,20,60,160,500mg/L,用CCK-8试剂盒检测IKVAV自组装材料对L929细胞存活和活性的影响。结果:①IKVAV-PA合成后检测结果:成功合成了IKVAV多肽两亲性分子,相对分子质量为1351,纯度为98%。②IKVAV-PA自组装结果:加入含钙、镁二价阳离子的细胞培养基或者降低pH值均可引发其自组装。当凝胶中IKVAV-PA浓度为5g/L时,自组装形成的凝胶完整,有足够的支撑力维持凝胶的形状。但是当IKVAV-PA浓度为2.5g/L和1.25g/L时,自组装形成的凝胶不完整,只在局部形成凝胶颗粒。③透射电子显微镜检测结果:分子自组装形成直径为7.0～8.0nm的纳米纤维。④生物相容性和生物活性初步检测结果:当IKVAV自组装材料生物相容性良好,并且当IKVAV的浓度为60或160mg/L时,能增强L929细胞的活性。结论:IKVAV多肽两亲性分子能自组装成为纳米纤维凝胶,并且具有很好的生物相容性和生物活性。

自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ水凝胶在肿瘤细胞三维培养中的应用

背景：已有研究表明培养在三维环境中的细胞,其基因表达模式和生物学活动更接近生命有机体。目的：拟采用自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ水凝胶建立乳腺癌细胞MDA-MB-231的三维培养体系以揭示自组装纳米短肽在肿瘤细胞三维培养中的作用。设计、时间及地点：体外观察实验,于2006-09/2007-12在四川大学华西医院纳米生物医学技术与膜生物学研究所细胞学实验室完成。材料：RADA16-Ⅰ由美国BD公司提供;人乳腺癌细胞株MDA-MB-231由中国科学院上海细胞生物学研究所提供。方法：利用圆二色谱仪、原子力显微镜、流变仪对三维培养基质RADA16-Ⅰ水凝胶进行材料表征。通过F-肌动蛋白及细胞核的荧光复染来揭示细胞在三维环境中的细胞形貌。利用钙黄绿素AM对活细胞进行荧光染色,观察细胞在三维基质中的存活力。主要观察指标：①RADA16-Ⅰ的二级结构,纳米纤维网络,凝胶流变性质。②MDA-MB-231在三维培养中的细胞表型,细胞活性。结果：①自组装短肽RADA16-Ⅰ形成了纳米纤维网络结构,纤维直径20-50nm,具有类似体内细胞外基质的结构,形成基质凝胶后可模拟体内的细胞微环境,用于细胞的三维培养。②MDA-MB-231细胞在三维基质中生长呈现出纺锤状的细胞形貌,在基质中的生存状态均较好,细胞与材料具有较好的生物相容性。结论：自组装纳米短肽RADA16-Ⅰ有良好的结构与性能,能充分支持MDA-MB-231细胞的三维培养。

一种纳米多肽材料的自组装结构与机制研究

利用天然蛋白质氨基酸有序排列设计具有功能性的多肽纳米材料近年来引起了人们极大的兴趣,但对多肽材料的自组装机制研究却很少报道.本文中为研究多肽自组装机制,设计了一种新型多肽材料Arg-Ala-Asp-Ala-Gly-Ala-Gly-Ala-Arg-Ala-Asp-Ala-Gly-Ala-Gly-Ala,利用原子力显微镜等技术对多肽的自组装结构以及纳米结构重组装过程进行了实时观察,研究了其自组装机制,预测了其自组装模型,为进一步研究此类多肽材料的理化性质及实际应用提供了理论基础和数据支持.

自组装多肽纳米纤维水凝胶在细胞三维培养中的应用及特征

背景:自组装多肽类材料因其独特的设计及良好的生物相容性和可降解性在众多三维支架材料中脱颖而出。目的:综述RADA类离子互补型自组装多肽支架材料的结构和功能化设计,从细胞三维培养方面探讨多肽类材料作为细胞载体材料在细胞治疗中的应用前景。方法:由作者通过PubMed、Web of science数据库及CNKI数据库检索有关自组装多肽水凝胶的相关文献,检索词为"self-assembly peptide,tissue engineering;自组装多肽,组织工程",检索文献量总计224篇,纳入包含多肽材料设计、功能化多肽材料、多肽材料用于细胞三维培养方面的研究,最终纳入48篇。结果与结论:从物理结构角度讲,多肽材料可以在生理环境中自组装成具有纳米级纤维和较高孔隙率的水凝胶,最大程度上模拟细胞外基质的结构,保障细胞生存在一个真正的三维环境中。从生物功能角度讲,多肽材料可以根据不同需求复合特异性的生物活性短肽片断,赋予材料一定的细胞特异性,可以促进细胞的黏附、增殖或分化。

TGF-β_3诱导大鼠前软骨干细胞向软骨细胞特性方向分化及其在KLD-12自组装肽纳米凝胶中的培养

目的探讨软骨组织工程方法中修复软骨缺损理想的种子细胞和支架材料。方法免疫磁珠分离纯化新生大鼠前软骨干细胞(PSCs),分别采用KLD-12自组装肽纳米凝胶三维培养(实验组)和普通培养瓶平面培养(对照组),用转化生长因子β3(TGFβ-3)诱导两组PSCs向软骨细胞特性方向分化。利用RT-PCR、免疫组化等方法测定其向软骨细胞特性方向分化过程中特异性细胞外基质Ⅱ型胶原(collagenⅡ)和聚集蛋白聚糖(aggrecan)表达的情况。结果RT-PCR和免疫组化检测结果表明KLD-12自组装肽纳米凝胶组细胞在诱导7、14 d后均有collagenⅡ和aggrecan表达,且RT-PCR检测结果表明KLD-12自组装肽凝胶组细胞的collagenⅡ和aggrecan mRNA表达水平较对照组高,其差异有统计学意义(均P<0.05)。结论TGFβ-3诱导后的PSCs可向成软骨方向分化,诱导后的PSCs与KLD-12自组装肽凝胶复合有望构建组织工程化软骨,KLD-12自组装肽纳米凝胶是较好的软骨组织工程细胞支架。

由D型氨基酸设计自组装短肽D-EAK16构建新型三维纳米纤维支架材料

采用D型氨基酸设计自组装短肽D-EAK16,运用圆二色仪及原子力显微镜等仪器和细胞三维培养,发现短肽D-EAK16在30℃时具有稳定的二级结构β-sheet,在一定浓度下D-EAK16可形成由纳米纤维构成的透明水凝胶,含水量高达99%,可在细胞培养基(如PBS,DMEM)中形成支架.细胞三维培养显示,该水凝胶对细胞HO-8910和SPC-A-1的生长未见毒性.比较D型氨基酸纳米支架和L型氨基酸纳米支架,细胞的毒性未发现显著性差异.采用D型氨基酸构建的自组装短肽,可提供一个三维基质培养系统,期望能广泛应用于生物医学工程等领域.

表面展示肽在无机纳米材料合成与组装中的应用

本文综述了表面展示肽在无机纳米材料合成与组装中的应用。表面展示肽是利用噬菌体、细胞等表面展示技术筛选出来的一类多肽,可以特异性地识别不同的无机物表面。一方面它们能够诱导不同种类无机纳米材料的合成,有助于我们进一步认识生物矿化的过程和基本原理;同时表面展示肽也可以用于无机纳米材料的组装,构建具有特定功能的纳米结构,从而为纳米器件的构造提供新的途径。

楔形短肽表面活性剂A_3V_3D纳米自组装结构的表征及机理研究

通过对传统短肽表面活性剂氨基酸序列的改良,设计了具有楔形几何结构的新型短肽表面活性剂A3V3D.圆二色谱(CD)分析表明,该短肽的二级结构为无规则卷曲,透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)表征发现,该短肽在水溶液中能够发生有序的自组装,形成稳定的光滑平直的纳米纤维.芘探针荧光光谱分析显示,该短肽形成了疏水区并将芘分子包裹其中.由此推测A3V3D在其楔形几何结构的影响下,以柱状胶束的形式发生自组装,是一种新型的自组装短肽材料,说明了几何形状效应在控制短肽的自组装行为中起着关键作用.

肽自组装纳米材料的研究进展

近年来,多肽分子自组装作为合成一系列新型纳米材料的有效途径受到了广泛关注和研究。通过分子自组装,多肽分子可结合成具有不同功能的蛋白质分子,从而可进一步设计成具有特殊结构和功能的纳米材料,在仿生医学、组织工程、药物缓释及生物材料表面工程等方面有着巨大的应用潜力。本文主要综述了肽自组装纳米材料的研究现状与制备方法。

RGD多肽纳米纤维凝胶的自组装及其与脂肪干细胞生物相容性

目的研究精氨酸-丙氨酸-天门冬氨酸(RGD)多肽纳米纤维凝胶在体外的自组装及其与脂肪干细胞的生物相容性。方法固相法合成含RGD序列的多肽,加入含0.5mol/L Ca2+的DMEM诱导其自组装,透射电镜观察自组装效果。将其与体外分离培养的大鼠脂肪干细胞复合培养,倒置显微镜下观察细胞的生长情况,Calcein-AM/PI染色计数活细胞比例,CCK-8试剂盒检测RGD多肽纳米纤维凝胶对大鼠脂肪干细胞增殖的影响。结果 RGD多肽在Ca2+诱导下可自组装形成水胶体,透射电镜观察其微观结构为直径10nm左右的纳米纤维,长度可达数百纳米。对大鼠脂肪干细胞生长增殖未见负面影响。结论 RGD多肽纳米纤维凝胶具有良好的生物相容性。

聚肽螺旋纳米弯棒的制备与形成机理

通过五元环酸酐(NCA)开环聚合的方法成功合成了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)(PBLG)聚肽均聚物和聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(PBLG-b-PEG)聚肽嵌段共聚物,并通过酸解脱苄基及与肉桂醇的酯化反应对PBLG-b-PEG嵌段共聚物改性,制备了聚(γ-苄基-L-谷氨酸酯-co-肉桂基-L-谷氨酸酯)-b-聚乙二醇(P(BLG/CLG)-b-PEG)改性嵌段共聚物,其聚肽侧链上修饰了可光交联的肉桂酰氧基,其C=C双键在紫外光照射下能发生环加成反应交联聚肽链段。采用四氢呋喃-N,N-二甲基甲酰胺(THF-DMF)有机共溶剂溶解、选择性溶剂(水)沉淀的自组装方法制备了PBLG纳米棒;然后向纳米棒水溶液中加入THF溶剂诱导纳米棒弯曲,制备了纳米弯棒。通过THF的加入量可以调控纳米棒的弯曲程度。利用类似的方法,通过PBLG与PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG共组装制备了螺旋纳米棒(其中PBLG均聚物形成棒状内核、PBLG-b-PEG或P(BLG/CLG)-b-PEG形成表面纳米螺纹),然后向螺旋纳米棒水溶液中加入THF溶剂,但是仅得到了光滑纳米弯棒(表面螺纹消失)。对PBLG/P(BLG/CLG)-b-PEG螺旋纳米棒进行紫外照射,交联CLG链段来固定螺纹外壳,然后加入THF溶剂,制备了螺旋纳米弯棒,P(BLG/CLG)-b-PEG链段交联能够保持纳米棒表面的螺纹结构,同时对纳米棒的弯曲过程影响不显著。稳定测试表明,PBLG纳米弯棒和交联的PBLG/P(BLG/CLG)-b-PEG螺旋纳米弯棒在水溶液中保持形貌稳定。采用圆二色谱表征PBLG侧基苯环的有序排列状态,结果表明,加入THF溶剂后PBLG侧链苯环的收缩,是诱导纳米棒弯曲的驱动力。