《電場誘導多層次“磚-泥”結構構建及電控釋蛋白研究》是依託武漢大學，由施曉文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：電場誘導多層次“磚-泥”結構構建及電控釋蛋白研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：施曉文
- 依託單位：武漢大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
電極控釋晶片使用電信號智慧型化定量、定時和定位控釋藥物，對傳統給藥方式產生深刻衝擊。目前電極晶片載體主要採用導電聚合物，對多肽蛋白質類藥物載藥量低，易使蛋白變性，因此迫切需要研究非導電聚合物類藥物載體。本項目基於殼聚糖及層狀雙氫氧化物（LDHs）良好的電場回響性和蛋白親和性，以LDHs納米片層附載蛋白質，利用電場作用規整LDHs的取向，通過殼聚糖在電極表面的溶液-凝膠轉變行為黏粘LDH片層形成多層次磚-泥結構，構建多糖-無機納米片層複合結構的蛋白質藥物控釋平台。項目擬解決的關鍵科學問題是電場驅動下的多糖-無機材料有序組裝和多糖-無機納米複合凝膠的電場回響性問題。弄清電場在蛋白質藥物裝載和釋放中的關鍵作用，闡明蛋白質藥物控釋與磚-泥多層次結構的相互關係和微觀機制。本項目整合控釋晶片和回響性凝膠優點，製備的多糖-無機納米複合電化學蛋白控釋晶片將會在蛋白質藥物控釋中發揮重要作用。
結題摘要
蛋白質類藥物的非注射給藥對解決患者的不適應性具有重要意義，自然界的廣泛存在的“磚泥”結構為蛋白質的包載和釋放提供了新思路。本項目詳細研究了電信號對多糖凝膠及複合材料結構調控的作用，在不同尺度上生成了層狀結構，為“磚泥”結構的生成提供了新的方法。我們發現調控電信號的中斷，能精確控制具有不同層數和層厚的多糖凝膠，進一步和片狀納米材料層狀氫氧化物LDHs複合，成功製備了“磚泥”結構的有機無機凝膠，用於蛋白質藥物的運載，並研究了電信號對藥物的控制釋放過程。研究發現：陽離子多糖殼聚糖分子的電沉積過程受到電信號中斷和溶液鹽離子的影響，多層次結構的殼聚糖凝膠具有不同的分子擴散滲透性能；LDHs的表面通過靜電作用吸附蛋白質，然後與殼聚糖共沉積可以得到“磚泥”結構的有機-無機凝膠。該結構具有高的蛋白包封率和穩定性，能延緩蛋白質的自發釋放。我們發現提高“磚泥”結構力學性能的方法，得到具有高濕態力學強度的凝膠，該“磚泥”結構對電信號具有回響性，電信號能加速蛋白質的釋放，進而實現蛋白質的階梯釋放。“磚泥”結構凝膠具有較好的生物相容性，以糖尿病大鼠為模型，施加電信號能顯著降低血糖值。本項目的研究證明了電化學沉積是製備“磚泥”結構凝膠的有效方法，並闡明了多糖凝膠層狀結構形成的機理，為發展非注射的蛋白給藥途徑提供了技術基礎和理論依據。
