3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究进展

3D打印技术能够根据不同患者需要,快速精确制备适合不同患者的个性化生物医用高分子材料,并能同时对材料的微观结构进行精确控制.因此,这种新兴的医用高分子材料制备技术在未来生物医学应用(尤其是组织工程应用)中具有独特的优势.近年来,对于3D打印技术制备生物医用高分子材料的研究开发受到了越来越多的关注.不同的生物相容高分子原料被应用于3D打印技术,而这些3D成型高分子材料被用于体外细胞培养,或动物模型的软组织或硬组织修复中.本文主要介绍了近年来3D打印技术在生物医用高分子材料制备中的研究进展,并对该领域的未来应用和挑战进行了展望.     

聚谷氨酸接枝聚乙二醇@碳酸钙遮蔽体系用于提高聚乙烯亚胺基因转染效率

设计并合成了聚谷氨酸-聚乙二醇@碳酸钙(PPG@CaCO₃)纳米遮蔽体系, 用于遮蔽聚乙烯亚胺(PEI). 一方面, 聚谷氨酸-聚乙二醇(PPG)可以降低PEI引起的细胞毒性, 更有利于体内应用; 另一方面, CaCO₃可有效改善PPG导致的转染效率下降, 并在一定程度上提高PEI的细胞转染效率. 对比遮蔽体系PPG@CaCO₃和聚谷氨酸-聚乙二醇@磷酸钙[PPG@Ca₃(PO₄)₂]发现, PPG@CaCO₃在微酸性环境中释放二氧化碳气体是提高细胞转染效率的关键因素. 小鼠体内循环实验表明, PPG@CaCO₃遮蔽体系可以增加载体在血液中的循环时间. 因此, PPG@CaCO₃遮蔽体系对于改善阳离子类基因载体的体内应用起到重要作用.     

智能性生物医用高分子研究进展

智能高分子材料能够响应外界环境的微小刺激,引起自身构象,极性,相结构,组成结构等物理化学变化,表现出“智能”的特性,已被广泛应用于生物医学和纳米技术领域．文中将以智能水凝胶体系,智能载药体系和智能识别体系为例,综述智能高分子材料在生物医学上的研究进展,并展望其应用前景．     

阳离子基因载体的pH敏感遮蔽体系的制备及表征

合成了一种pH敏感的遮蔽体系-谷氨酸苄酯/谷氨酸共聚物(PBLG-co-PGA), 用于对DNA/阳离子基因载体复合物颗粒表面正电荷的遮蔽, 以提高其在体内的稳定性. 研究表明, PBLG-co-PGA (PGA(x), x为PGA占共聚物中摩尔百分数)具有pH敏感性. 并以pH敏感点接近生理pH值的PGA(60)为遮蔽体系进行研究. PGA(60)能够对DNA/PEI(1:1)复合物颗粒表面正电荷进行有效遮蔽. 凝胶阻滞电泳显示, 用PGA(60)对DNA/PEI复合物进行不同比例遮蔽, 没有发生与DNA的链交换作用. MTT细胞毒性测试表明, PGA(60)和三元复合物DNA/PEI/PGA(60) 在测试范围内几乎没有细胞毒性. 荧光素酶转染实验表明, 部分遮蔽后转染效率有所提高; 用PGA(60)对DNA/PEI复合物完全遮蔽为负电后, 由于同细胞表面的电荷排斥作用, 三元复合物不易被细胞内吞, 导致不发生细胞转染. 因其合适的pH响应性, PGA(60)将可能成为一种能随pH值的变化, 实现对聚阳离子基因载体进行电荷遮蔽/智能释放的遮蔽材料.     

pH敏感纳米凝胶的制备及其在siRNA转染中的应用

通过分散聚合的方法,以改性了双键的葡聚糖(Dex-AA)作为交联剂,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)作为单体,过硫酸铵(APS)和四甲基乙二胺(TEMED)分别作为引发剂和助引发剂,合成了不同交联度的、具有pH敏感内吞增强作用的葡聚糖纳米凝胶(DD-NGs),并测试了其复合siRNA进行转染的能力.实验结果表明,该纳米凝胶表面带有正电荷,具有较好的担载siRNA进入肿瘤细胞并沉默基因的能力,且具有pH响应粒径变化的性质.在pH=7.4的体液环境中,纳米凝胶与基因的复合物粒子较小;在肿瘤酸性(pH=6.8)条件下,纳米凝胶与基因的复合物粒子变大,显著地增强了肿瘤细胞对纳米凝胶与基因复合物的内吞.     

Polylysine-modified polyethylenimines as siRNA carriers for effective tumor treatment

Polyethylenimine-poly(L-lysine)(PEI-PLL) copolymer was synthesized via ring-opening polymerization of L-lysine N-carboxyanhydride(Lys(Z)-NCA) initiated by PEI. The complexation of PEI-PLL with si RNA was studied by particle size and zeta potential measurements. The flow cytometric analysis and confocal imaging showed its excellent intracellular trafficking ability. PEI-PLL displayed higher gene silencing efficiency and lower cytotoxicity than commercial PEI-25 k in vitro. In the antitumor study, PEI-PLL was further combined with si VEGF and showed obviously tumor inhibition effect for the treatment of CT26 tumor model. Therefore, PEI-PLL is a promising si RNA carrier candidate for further antitumor treatment in vivo.     

温度敏感的PLGA-PEG-PLGA水凝胶的合成、 表征和药物释放

用聚乙二醇PEG1000和4600引发乙交酯(GA)和L-丙交酯(L-LA)开环共聚合得到一系列数均分子量为3000~7000的PLGA-PEG-PLGA水凝胶材料. 综合应用动态粘弹谱仪和相图, 系统报道了该凝胶力学性质和溶胶-凝胶转变的关系, 凝胶区间的模量在102~104 Pa之间. 用荧光光谱证明了该三嵌段聚合物形成胶束的性质并测定了临界胶束浓度, 验证了凝胶由胶束形成的机理. 凝胶中的头孢他定释放呈现一定程度的缓释作用.     

基于纳米材料的脓毒症治疗策略※

脓毒症是由宿主对感染的免疫反应失调而引起的一种危及生命的疾病. 尽管近年来脓毒症治疗技术取得了一定的进步, 但其发病机制复杂, 死亡率仍高达25%~30%. 基于纳米材料, 可构建以消除感染源和清除炎症介质为目的的脓毒症治疗策略, 是对抗脓毒症的有效工具. 总结了基于纳米材料治疗脓毒症的最新进展, 从其发病机制入手, 详细综述了基于抗菌、清除活性氧、清除危险分子等手段治疗脓毒症的纳米材料. 还讨论了利用纳米材料治疗脓毒症所面临的新挑战, 希望为脓毒症治疗提供新的思路和方案.     

通过调控肿瘤代谢增强T细胞抗肿瘤活性

肿瘤免疫治疗是一种新型的癌症治疗方法。 然而,现阶段肿瘤免疫疗法的临床响应率低等问题严重制约了其进一步应用。 其根本原因在于肿瘤组织免疫抑制微环境限制了T细胞的抗肿瘤活性,而肿瘤组织代谢改变在肿瘤免疫抑制微环境形成过程中起关键作用。 本文重点总结了通过调控肿瘤的有氧糖酵解、氨基酸代谢和脂肪酸代谢增强T细胞的抗肿瘤活性。 最后,提出当前肿瘤代谢调控研究方面仍然存在的问题,并对纳米载体在肿瘤代谢领域的发展前景进行了展望。     

PEI基因载体靶向遮蔽体系的制备和表征

将RGD短肽接枝到聚谷氨酸(PGA)上,制备了一种靶向性的基因载体遮蔽材料PGA-RGD.通过凝胶电泳实验及体外转染实验证明得出RGD的引入增加了载体材料与细胞表面受体的特异性作用,在载体表面正电荷得到遮蔽的同时,转染效率还得到了一定程度的增加.同时,对转染了48h的三元复合物进行MTT细胞毒性测试表明,PGA遮蔽的基因载体体系(PGA/PEI/DNA)和PGA-RGD遮蔽的基因载体体系(PGA-RGD/PEI/DNA)的细胞毒性均低于PEI/DNA复合物体系.本文开发的基因载体改性方法不仅可以对复合物颗粒表面的正电荷进行遮蔽,从而降低复合物体系对非目标组织的非特性异作用;同时引入的RGD靶向短肽还可以提高载体的靶向性,这一改性策略对推动阳离子聚合物基因载体在体内的应用具有重要意义.