基质金属蛋白酶响应性G4 PAMAM-IBU/GelMA水凝胶的构建及其特征研究

作     者：蔡传栋 王非 崔文国 范存义 刘珅 CAI Chuan-dong;WANG Fei;CUI Wen-guo;FAN Cun-yi;LIU Shen

作者机构：上海交通大学附属第六人民医院骨科上海200233 上海交通大学医学院附属瑞金医院骨科上海市伤骨科研究所上海市中西医结合防治骨与关节病损重点实验室上海200025 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(81772314) 上海市教育委员会高峰高原学科建设计划(20191829) 

出 版 物：《上海交通大学学报（医学版）》 (Journal of Shanghai Jiao tong University:Medical Science)

年 卷 期：2021年第41卷第2期

页      码：140-146页

摘      要：目的·构建负载第4代树枝状大分子聚酰胺-胺(generation 4 polyamindoamine,G4 PAMAM)/布洛芬(ibuprofen,IBU)复合物(G4 PAMAM-IBU)的基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)响应性明胶(gelatin,Gel)水凝胶,并探究其体外特征。方法·将IBU粉末加入G4 PAMAM溶液中,经超声振荡得到G4 PAMAM-IBU复合物,利用紫外分光光度计检测饱和G4 PAMAM-IBU溶液中IBU的浓度,研究G4 PAMAM对IBU的增溶能力和G4 PAMAM-IBU复合物中IBU的释放。采用CCK-8试剂盒评估IBU与G4 PAMAM-IBU对大鼠成纤维细胞增殖的抑制能力。同时,为实现G4 PAMAM-IBU的按需释放,利用Gel与甲基丙烯酸酐的加成反应合成甲基丙烯酸酯明胶(methacrylate gelatin,GelMA),并在365 nm光交联下形成MMP响应性水凝胶,并将G4 PAMAM-IBU复合物包载于该水凝胶之中。扫描电子显微镜观察水凝胶的微观形态,紫外分光光度计测定水凝胶中药物的释放量。之后,将载药GelMA水凝胶与成纤维细胞共培养,采用CCK-8试剂盒与活/死细胞染色法评估水凝胶对成纤维细胞增殖的影响。采用单因素方差分析进行组间定量资料的比较。结果·IBU与G4 PAMAM成功组成复合物,并使IBU在水中的溶解度显著提高,且IBU在12 h内与G4 PAMAM逐渐解离并释放。与空白对照组相比,单纯的IBU浓度需达到300μg/mL才具有抑制成纤维细胞增殖的能力(P=0.023),而G4 PAMAM-IBU中IBU的浓度为100μg/mL时即可显著抑制成纤维细胞增殖(P=0.000)。所制备的G4 PAMAM-IBU/GelMA水凝胶经MMP处理后,内部孔隙增大,药物释放加快。同时,体外实验发现,与载IBU的GelMA水凝胶相比,G4 PAMAMIBU/GelMA水凝胶处理后的成纤维细胞活细胞减少,死细胞增多,对细胞增殖的抑制作用显著增强(均P=0.000);且加入MMP后,抑制作用进一步增强。结论·G4 PAMAM对IBU具有显著的增溶作用并可增强其药物效应;G4 PAMAM-IBU/GelMA水凝胶具有MMP响应性的药物缓释行为,并能够持续抑制成纤维细胞增殖。

主 题 词：水凝胶 第4代聚酰胺-胺 布洛芬 肌腱粘连 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 1002[医学-临床医学类] 100210[100210] 10[医学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1674-8115.2021.02.003

馆 藏 号：203102488...