超支化聚甘油的功能化修饰及其对血液成分影响的系统研究

超支化聚甘油及其衍生物是一类新型的、应用广泛的生物医用聚合物，虽然该类聚合物已被常规的评价手段评价为"具有良好的生物相容性"，我们前期研究发现，该类聚合物对人血红细胞的形态及生理功能有着复杂的影响。鉴于作为生物医用材料的该类聚合物通常会与血液系统直接接触，本项目首先对超支化聚甘油进行功能化修饰和表征，然后采用细胞和分子生物学技术，尤其是蛋白质组学技术，深入地、全面地、整体地研究该类聚合物与血液成分（红细胞、白细胞、血小板、及各种血浆蛋白等）之间的相互作用，阐明该类聚合物的分子结构与物理化学性能对血液成分及生理功能的影响。该研究将会为超支化聚甘油及其它材料在人体血液系统的应用（如全身给药的药物/基因载体、血液替代品、超声造影剂等）提供重要的理论依据，从而指导新型的、具有真正临床应用安全性的血液相关生物材料的设计与合成，并为建立全面的、整体的、动态的血液相容性评价体系提供有力的技术支持。

1 对项目的完成情况. 通过该项目的资助，我们深入研究了聚乙烯亚胺、聚酰胺胺、壳聚糖等生物医用聚阳离子对重要血液成分（如红细胞、血浆蛋白）以及凝血功能的影响。主要阐明了该项目预设的三个重要科学问题：（1）聚阳离子与红细胞膜的相互作用及其产生的生物学影响；（2）聚阳离子与血浆蛋白的相互作用及其产生的生物学影响；（3）聚阳离子对凝血成分和凝血过程的影响。该研究成果对于生物医用聚阳离子的基础研究和临床应用提供了重要的科学依据。..2 取得的成果. 由该项目资助的生物医用聚阳离子的血液相容性研究，已取得的研究成果为：.（1）通过研究聚乙烯亚胺、聚酰胺胺、壳聚糖等聚阳离子对红细胞聚集、形貌和溶血的影响，发现这些聚阳离子与红细胞膜之间具有较强的静电吸引作用，由此发生这些高分子在红细胞表面的吸附，并进而导致对多个红细胞的交联而发生聚集、改变红细胞正常的形貌、破坏红细胞膜的完整性、改变红细胞膜表面蛋白/酶的结构和活性等。由于红细胞的膜结构类似于其它组织细胞的结构，因此，由研究红细胞获得的信息可以在很大程度上推演到其它组织细胞，用于预测生物医用聚阳离子对其它组织细胞膜的影响。.（2）通过采用紫外-可见、荧光、圆二色谱等光谱学手段和蛋白质组学技术研究了聚乙烯亚胺、聚酰胺胺、壳聚糖等聚阳离子对血浆蛋白（白蛋白、纤维蛋白原、γ-球蛋白）结构和构象的影响，发现这些聚阳离子会与血浆蛋白发生静电吸引作用，并进一步改变血浆蛋白的结构、构象和功能。.（3）通过自动凝血仪和血栓弹力图仪研究了聚乙烯亚胺、聚酰胺胺、壳聚糖等聚阳离子对凝血的影响，发现这些聚阳离子会首先与凝血因子相互作用而延迟凝血的引发，并进一步影响凝血过程中纤维蛋白原的聚合功能和血小板的聚集功能。.. 以本项目主持人作为第一/通讯作者，将上述研究结果分别发表在本领域国际刊物上，SCI收录论文共计6篇。其中3篇发表在本领域权威期刊Biomaterials、Journal of Controlled Release、Journal of Materials Chemistry B（封面论文）上。