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树状大分子具有独特的树状结构,包括中心的核、内部空腔和表面官能团,这使得它成为药物或者造影剂的理想载体。聚酰胺-胺(PAMAM)是应用最广泛的树状大分子,其生理pH下高密度的正电荷使之缺乏生物相容性,这大大限制了它的生物医学应用。聚乙二醇(PEG)修饰可以很大程度上解决这些问题,但是PEG仍有很多不足,如自然氧化和加速血液清除现象。近年来,两性离子材料已被证实具有优异的抗非特异性蛋白质吸附性能和生物相容性,如甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)、磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯(CBMA)和羧基甜菜碱丙烯酰胺(CBAA),这与其强烈的水合能力和优秀的仿生结构密不可分。本文通过采用两性离子CBAA修饰PAMAM,从模拟蛋白质分子壳层的角度出发,研究了修饰后产物的生物相容性、催化活性、专一性识别能力和生物体内的血液循环时间和体内分布。本文的主要内容和结论包括以下四部分: 1、研究了两性离子材料CBAA不同程度修饰PAMAM的生物相容性。通过控制CBAA与PAMAM的比率制备了不同修饰程度的PAMAM,实验表明,仅当PAMAM外面有一层非常致密的两性离子层时,不会诱导纤维蛋白原聚集,也不表现出溶血和细胞毒性。由此证明了致密单层CBAA修饰增加了PAMAM的体外生物相容性。 2、研究了致密单层CBAA修饰的PAMAM氯化血红素复合包载体的催化活性。复合包载体由PAMAM内部空腔包载氯化血红素,外层CBAA修饰形成。复合包载体不仅具有优秀的生物相容性,而且有较高的催化活性,特别是其催化活性不受牛血清白蛋白的干扰,并能耐受55度高温,低pH值等环境。从仿生的角度出发,该复合包载体在结构和功能上已初步具备生物酶的特征,且有更好的环境耐受性。 3、研究了靶向基团精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-酪氨酸-赖氨酸环肽[c(RGDyK)]修饰具有CBAA壳层的PAMAM的生物活性。通过化学键合形成具有高密度的两性CBAA单层和少量靶向基团点缀的纳米仿生超分子复合物。该仿生复合物具有优秀的生物相容性,而且更重要的是它不仅显示了优异的专一性靶向能力,而且提高了c(RGDyK)的生物活性。 4、研究了负电荷掺杂的两性离子修饰的PAMAM与细胞的相互作用及其血液循环时间和体内分布。制备的纳米颗粒具有优秀的生物相容性,尤其是略负(-1.57mV)且CBAA密度很大的纳米颗粒不仅能有效降低巨噬细胞(RAW264.7)和非巨噬细胞(HUVEC)的内吞,而且能延长其体内血液循环时间。