聚多巴胺-聚(N-異丙基丙烯酰胺)組裝膜與組裝微膠囊的制備與研究.pdf

1、聚多巴胺(PDA)是一種性能優(yōu)異、制備方法簡單的膜材料，可用于生物材料的表面改性或者在材料表面成膜后用于進(jìn)一步的表面修飾，其已經(jīng)在藥物緩釋、組織工程和生物傳感器等多個生物醫(yī)藥領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文擬采用簡單共混的方法將具有溫度響應(yīng)性的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(pNiPAAm)與多巴胺(DA)混合，制備具有一定溫敏性的PDA/pNiPAAm復(fù)合膜。但基于目前對PDA的形成和分子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識尚存在爭議，本文首先對PDA的形成和分子結(jié)構(gòu)模型進(jìn)

2、行了探討，確定了共混法制備PDA基復(fù)合膜的可行性，然后研究了PDA/pNiPAAm復(fù)合膜與復(fù)合微膠囊的制備及性能。
　　利用三種分別為氫的受體或給體的非離子聚合物與DA混合，在不同基體表面組裝成膜，對膜的組成和性能進(jìn)行了表征，詳細(xì)研究了非離子聚合物對PDA組裝膜的形成與性能的影響，探討了PDA膜的形成機(jī)理。然后，分別將線性和高支化pNiPAAm與DA組裝得到PDA/pNiPAAm復(fù)合膜，并對復(fù)合膜的制備、組成以及表面性能等進(jìn)行了詳

3、細(xì)的研究。最后，研究了不同尺寸PDA/pNiPAAm微膠囊的制備，并對微膠囊的形貌與滲透性能進(jìn)行了比較。全文取得的主要研究結(jié)果如下:
　　1、DA分別與聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)和聚(N-乙烯基吡咯烷酮)(PVP)三種非離子聚合物混合制備組裝膜，研究結(jié)果表明:得到了PDA/PEG和PDA/PVA復(fù)合膜，弱的氫受體PEG和既可是受體也可是給體的PVA均不需要通過共價鍵就可復(fù)合到PDA膜中;但強(qiáng)的氫受體PVP對PDA的形成

4、有抑制作用，PVP與DA混合后沒有得到PDA/PVP復(fù)合膜;PDA/PEG和PDA/PVA可以用于Lzw表面包覆，但是過高的PEG和PVA含量會導(dǎo)致Lzw的團(tuán)聚;DA/PVP混合溶液用于Lzw的表面包覆時，即使極低的PVP也會抑制PDA在Lzw表面組裝成膜。以上發(fā)現(xiàn)間接證明了PDA是通過非共價鍵作用（如氫鍵）形成的。復(fù)合膜的性能表征結(jié)果表明:PDA/PEG和PDA/PVA復(fù)合膜的透明度比PDA膜有所增加，而且PDA/PVA膜的透明度高于

5、PDA/PEG膜，而且蛋白質(zhì)在PDA/PVA膜表面的吸附顯著低于PDA膜的，PDA/PEG膜表面的蛋白質(zhì)吸附則與PDA膜表面的沒有顯著差異;雙親性脂質(zhì)體Lzw在PDA/PVP、PDA/PEG和PDA/PVA膜表面的吸附量顯著低于在PDA膜表面的吸附量。PDA/PEG和PDA/PVA用于微膠囊的制備，由于PDA/PEG膜中主要成分是PDA，PEG的含量較低，到了結(jié)構(gòu)完整的PDA/PEG微膠囊，但沒有得到PDA/PVA微膠囊。
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6、、將DA分別與氨基或羧基pNiPAAm-X聚合物混合，得到了PDA/pNiPAAm-NH2和PDA/pNiPAAm-COOH兩種復(fù)合膜，這說明了不需要通過共價鍵作用即可將聚合物分子復(fù)合到PDA膜中，而且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明提高膜制備溫度有利于復(fù)合膜的制備;pNiPAAm-X對復(fù)合膜的光學(xué)透明性也有影響，PDA/pNiPAAm-X復(fù)合膜的光學(xué)密度比PDA膜低;膜干燥時，PDA/24膜比PDA/pNiPAAm-x/24混合膜的厚度略大一些，而PDA

7、/pNiPAAm-NH2/39膜比PDA/pNiPAAm-NH2/24膜的厚度略微大一點(diǎn);PDA/pNiPAAm-X膜的表面比PDA膜光滑，前者的表面粗糙度低于后者。而且，隨著pNiPAAm-NH2含量逐漸增加，PDA/pNiPAAm-NH2復(fù)合膜的表面形貌與粗糙度呈現(xiàn)出從PDA到pNiPAAm-NH2的由高到低的轉(zhuǎn)變過程;此外，蛋白質(zhì)在PDA/pNiPAAm-NH2/39膜表面的吸附量隨著pNiPAAm-NH2的含量增加而降低，且不受

8、蛋白質(zhì)吸附溫度的影響;脂質(zhì)體Lzw在PDA膜表面的吸附受到PDA膜組裝溫度的影響，提高PDA組裝溫度使Lzw的吸附量增加。最后，成肌細(xì)胞在各種復(fù)合膜表面的粘附數(shù)量相近，但細(xì)胞在39℃組裝膜表面比在24℃組裝膜表面鋪展的更少更小。
　　3、將DA與pNiPAAm-HB混合，pNiPAAm-HB僅通過物理纏結(jié)作用即可復(fù)合到PDA中而得到PDA/pNiPAAm-HB組裝復(fù)合膜。元素組成分析表明PDA/39和PDA/pNiPAAm-HB/

9、39在硅片表面的沉積量高于PDA/24和PDA/pNiPAAm-HB/24，前者的光學(xué)密度高于后者，而且PDA/pNiPAAm-HB/24(39)與PDA/24(39)都具光滑、均一的表面形貌。24℃時，蛋白質(zhì)在PDA/pNiPAAm-HB/39膜表面的吸附量隨著膜中pNiPAAm-HB含量的增加而降低;但在39℃時，復(fù)合膜中pNiPAAm-HB含量對蛋白質(zhì)在膜表面的吸附量沒有影響。PDA/39，PDA/pNiPAAm-HB/39和pN

10、iPAAm-HB/39三種膜都可以用作Lzw-和L+-雜化膜的封頂層。肝癌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和成肌細(xì)胞三種細(xì)胞系在不同封頂層的雜化膜表面的細(xì)胞粘附數(shù)量分別都相近。再者，表面粘附細(xì)胞對雜化膜中脂質(zhì)體中的熒光磷脂的攝取能力受到封頂層、細(xì)胞種類和脂質(zhì)體種類等的影響，其中PLL/PMA/L+/pNiPAAm-HB雜化膜表面成肌細(xì)胞的細(xì)胞平均熒光強(qiáng)度在所有樣品中最高。
　　4、以5μm、2.5μm和800nmSiO2粒子為模板制得了不同尺寸的、

11、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的、在水中均勻分散的PDA、PDA/pNiPAAm-X和PDA/pNiPAAm-HB微膠囊。5μm微膠囊的制備表明:DA濃度對微膠囊的形貌有較大影響，DA濃度為1mgml-1時，無法得到PDA微膠囊，但pNiPAAm-X和pNiPAAm-HB與DA混合后即提高了微膠囊的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性;DA濃度為2mgml-1時，PDA微膠囊表面為鱗片狀結(jié)構(gòu)，但PDA/pNiPAAm微膠囊表面則較光滑;DA濃度為3mgml-1時，PDA/pNiPAA

12、m-X與PDA微膠囊表面形貌相似。DA濃度對微膠囊膜的厚度也有較大影響，DA濃度為2mgml-1時，PDA/pNiPAAm-NH2膜比PDA膜厚大約10nm，比PDA/pNiPAAm-COOH膜厚約5nm。但當(dāng)DA濃度為3mgml-1時，PDA/pNiPAAm-X和PDA膜的厚度沒有顯著差異。DA/pNiPAAm-HB比例一定時，得到的微膠囊膜的厚度隨DA濃度的提高而增加;DA濃度一定(2mgml-1)，pNiPAAm-HB比例逐漸降低

13、時，pNiPAAm-HB比例最低（PDA/pNiPAAm-HB2/1wt％）的微膠囊的膜最厚。由于組裝時間較短（前者8h，后者19h），以2.5μm和800nmSiO2粒子為模板得到微膠囊的膜厚度均比以5μmSiO2粒子為模板的低。制各的微膠囊對DexFITC和FC兩種熒光指示物都可以通過膜滲透吸收，而且膜的厚度和微膠囊的尺寸都影響微膠囊的滲透性。在脂質(zhì)體Lzw表面組裝了PDA、PDA/pNiPAAm-X和PDA/pNiPAAm-HB膜