【摘 要】
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珊瑚礁生态系统是地球上最丰富、最多样化的生态系统之一,可以扩大陆地面积、储存淡水资源、为医学发展提供重要价值。目前珊瑚礁面临来自人类活动和自然转变双重压力的挑战,其生态价值遭受了前所未有的损失。而珊瑚礁最基本的组成部分为珊瑚细胞,因此探索有利于珊瑚细胞生长的方法具有长远的意义。本文通过层层自组装的方法制备一系列薄膜作为基底涂层应用于珊瑚细胞,并探究了该薄膜与基底持久粘附的方法。主要研究内容如下:(
【基金项目】
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江苏省科技厅重点研发项目(批准号BE2017317); 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(项目号3207039708);
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珊瑚礁生态系统是地球上最丰富、最多样化的生态系统之一,可以扩大陆地面积、储存淡水资源、为医学发展提供重要价值。目前珊瑚礁面临来自人类活动和自然转变双重压力的挑战,其生态价值遭受了前所未有的损失。而珊瑚礁最基本的组成部分为珊瑚细胞,因此探索有利于珊瑚细胞生长的方法具有长远的意义。本文通过层层自组装的方法制备一系列薄膜作为基底涂层应用于珊瑚细胞,并探究了该薄膜与基底持久粘附的方法。主要研究内容如下:(1)通过壳聚糖(CS)和双醛淀粉(DAS)制备自修复薄膜,采用聚多巴胺(PDA)改性的方法改善薄膜与基底界面的粘附性,对复合薄膜改性前后的形貌以及性能进行表征。在基底表面按照不同浓度梯度层层自组装制备(CS/DAS)n薄膜,将涂覆薄膜材料的基底应用于细胞培养。由于珊瑚细胞的培养条件相关研究成果较少,本论文选择先研究其对常见细胞NHDFs(正常人皮肤成纤维细胞)的细胞毒性和细胞粘附性,结果表明改性后的席夫碱自修复薄膜对于NHDFs无细胞毒性,并且促进细胞在基底表面粘附生长。然后将该自修复薄膜应用于珊瑚细胞,诱导珊瑚细胞分离后在体外培养,将提取的珊瑚细胞接种到该自修复薄膜表面,实验表明珊瑚细胞具有良好的生物活性。(2)基于相转变溶菌酶(PTL)改进层层自组装(CS/DAS)n自修复薄膜对基底的粘附性,研究改性后薄膜的表面形貌、自修复效率等特征。PTL改性后的材料与基底粘附性得到明显提升,制备不同浓度梯度的复合薄膜(CS/DAS)n-PTL,先进行NHDFs培养,再将(CS/DAS)n-PTL用于珊瑚细胞,对薄膜性能进行了细胞生物学评价。当改性后的材料中CS浓度为6 mg/m L,DAS浓度为5 mg/m L时,珊瑚细胞的荧光强度最高,细胞生物活性的改善相对于PDA改性的自修复薄膜更明显。(3)基于表面催化引发氧化自由基的原理在铁合金基底表面制备改性(CS/DAS)n自修复涂层,用于提高涂层与基底的粘附性。通过SEM对改性后的涂层形貌进行了表征,粘附性实验结果表明改性后的涂层在合金基底表面粘附得更加牢固。并且将涂覆(CS/DAS)n的合金基底用于珊瑚细胞培养,极大地改善了铁合金基底的生物相容性。以上结果表明,本工作制备的层层自组装复合薄膜兼备自修复功能和生物相容性,这些特征使得该层层自组装薄膜有望在生物涂层领域发挥重要作用。
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