蛋白质自组装水凝胶的制备及其微环境对细胞生物学行为影响机制的研究

组织缺损和器官衰竭是威胁人类健康的严重问题之一。相对于传统的生物医学材料，基于蛋白质自组装的物理水凝胶因其性质和结构更接近活体组织及可以容易对细胞相容性、组织相容性、血液相容性、材料降解性等功能进行调控的优点而成为组织工程研究的热点。本项目拟采用双功能化的PEG为桥分步和不能相互形成自组装结构的具有α-螺旋结构的自组装人工蛋白质A和P 通过在生理条件下Michael加成反应原位生成稳定的物理水凝胶，由自组装蛋白质A和P的动态变化来提供种子细胞的移动和增殖，通过基因工程的方法在蛋白质的不同部位引入不同的具有特殊功能的活性多肽来调节水凝胶的微环境。系统的研究水凝胶的内部结构、物理特性，特别是微环境对种子细胞的移动和生长及其形成新的组织的关系及其作用机理。该研究将为自组装蛋白质水凝胶应用于组织工程的研究提供理论依据及对新型水凝胶的设计和制备提供了新的思路。

近十年，水凝胶因为具有很高的含水量、高柔软性、高弹性和较好的生物相容性作为支架而广泛应用于组织工程和生物材料中。相比较于合成材料，基于多肽的水凝胶能够更好的模拟生物体内复杂的及动态的细胞外基质其主要原因是因为细胞的支撑结构、细胞的粘附和信号调节主要依靠生物体内细胞外基质中的蛋白质。基于多肽的水凝胶有望为生物材料的生物相容性和功能化等关键方面提供新的方法。在本项目中，几种基于多肽的物理水凝胶和微凝胶被设计和合成用于组织工程的研究。物理水凝胶和微凝胶的微环境能够通过多肽来调节。因此，基于多肽的水凝胶作为支架用于组织工程中将具有较好的前景。项目原预期发表论文3－5篇，申请专利1 项；实际发表SCI论文4篇并正在申请专利1项，达到了最初的计划。