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聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)虽然具有良好的温度响应性,能够用于制备具有温度响应性细胞支架材料,但其生物相容性欠佳。本研究在保持PNIPAAm温敏性的前提下,通过自由基聚合对PNIPAAm凝胶进行化学修饰,引入生物大分子γ-聚谷氨酸,制备具有良好生物相容性的水凝胶支架。通过控制温度变化,实现凝胶表面细胞片层的自动脱附,避免酶解法对细胞功能的损伤。 首先以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,利用聚谷氨酸上的羧基引发烯丙基缩水甘油醚(AGE)的环氧基团发生环氧开环接枝反应制备了带有碳-碳双键的聚谷氨酸大分子单体(γ-PGA-AGE),γ-PGA-AGE与NIPAAm再通过自由基共聚制备了质量比r为0、0.05、0.10、0.15的poly(γ-PGA-co-NIPAAm)温敏共聚水凝胶。利用红外光谱(FTIR)和核磁共振(1H-NMR)表征了γ-PGA-AGE和poly(γ-PGA-co-NIPAAm)的结构与组成,并研究了在水中和细胞培养基中的低临界溶解温度(LCST)、溶胀性能。结果表明,poly(γ-PGA-co-NIPAAm)凝胶在水中和培养基中均有良好的温度敏感性和pH敏感性。 在PNIPAAm和poly(γ-PGA-co-NIPAAm)系列凝胶表面接种了L929细胞,发现r=0.05的水凝胶表面最适于L929细胞的粘附与增殖,并且通过降低环境温度,在共聚凝胶表面上种植的细胞自动脱附,且脱附后仍然保持良好的生物活性,从而避免了酶解法对细胞造成的损伤。与PNIPAAm均聚凝胶相比,共聚凝胶表现出更好的生物相容性和更快的细胞脱附速率。 同时利用γ-PGA与牛磺酸,在EDC的活化作用下发生酰胺化反应,制备了72%硫酸化程度的聚谷氨酸(γ-PGA-S72),它具有类似肝素保护生长因子的作用。然后又利用层层自组装技术,在poly(γ-PGA-co-NIPAAm)凝胶表面修饰了壳聚糖/肝素或壳聚糖/γ-PGA-S72聚电解质层。细胞实验研究表明,生物活性物质修饰后的水凝胶更利于NIH-3T3细胞的生长,且修饰后的温敏水凝胶也能够实现细胞的无损伤脱附。