基于主客体相互作用的超分子水凝胶

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基于环糊精主客体相互作用制备的超分子水凝胶,因其制备条件温和、凝胶化过程易于调控、可注射等优点,在药物传递、组织工程支架构建和生物传感等领域有重要应用价值。而超支化聚缩水甘油醚(hyperbranched polyglycerol,HPG)具有准球形结构的高度支化大分子,在其不规则的分子结构中含有大量内部空穴和末端官能团,且该聚合物具有良好的生物相容性,由于其外部亲水、内部疏水的结构性优势,使其在催化剂载体、聚合物电解质、生物医药等领域有很广泛的应用。基于此,本论文开展了基于超支化聚合物和包结络合作用的超分子水凝胶,对其在药物传递和细胞支架材料方面进行初步探索研究。具体研究内容和主要结论如下:   1.AD-g-HPG/CD-g-Dex超分子水凝胶的构筑   采用1-金刚烷甲酰氯修饰超支化聚缩水甘油醚。通过控制HPG末端羟基与1-金刚烷甲酰氯的摩尔比,合成了三种金刚烷接枝率不同的产物AD-g-HPG;同时利用高碘酸钾KIO3氧化葡聚糖后,再与胺基修饰的β-环糊精反应合成了环糊精接枝率约为10%的CD-g-Dex。β-环糊精(β-CD)与金刚烷因其包结络合作用,将AD-g-HPG和CD-g-Dex水溶液进行复合,通过超声和恒温振荡成功制备超分子水凝胶。并通过红外、热分析和透射电镜等方法对其结构和性能进行表征。该凝胶具有多孔结构,具有良好溶胀性能。   2.AD-g-HPG/CD-g-Dex超分子水凝胶的生物相容性   通过细胞毒性实验和LIVE/DEAD荧光实验,对超分子水凝胶Ada-g-HPG/CD-g-Dex的生物相容性进行了研究。实验结果表明,水凝胶对NIH3T3细胞的细胞增殖率均在80%以上,同时NIH3T3细胞在该超分子水凝胶内部空洞中可以正常生长,其活性并未受到影响。   3.胰岛素的体外释放   以胰岛素为药物模型,该超分子水凝胶释放胰岛素时,呈现突释和相继缓慢释放。在释放初期,胰岛素释放速度较快,随后释放趋于缓慢。在10 h时,胰岛素释放量均在65%以上。通过调节凝胶中金刚烷的含量和水凝胶的浓度可控制胰岛素的释放。   因此,该超分子水凝胶具有良好的生物相容性,有望作为载体应用于药物传输和细胞支架材料。
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