聚多巴胺修饰还原石墨烯负载纳米银复合Gap19多肽水凝胶的制备及抗菌评价

B站影视 2025-01-18 15:17 3

摘要:纳米银-还原氧化石墨烯:纳米银具有强效的抑菌和广谱杀菌能力,被广泛应用于生物医学领域,并被誉为“21世纪的先进材料”。还原氧化石墨烯是部分氧化还原的石墨烯产物,保留了石墨烯的强力学性能,并具有丰富的官能团,因此常用于制备抗菌水凝胶。将纳米银与还原氧化石墨烯按一

文题释义:

纳米银-还原氧化石墨烯:纳米银具有强效的抑菌和广谱杀菌能力,被广泛应用于生物医学领域,并被誉为“21世纪的先进材料”。还原氧化石墨烯是部分氧化还原的石墨烯产物,保留了石墨烯的强力学性能,并具有丰富的官能团,因此常用于制备抗菌水凝胶。将纳米银与还原氧化石墨烯按一定比例混合,超声2 h后形成均匀混悬液纳米银-还原氧化石墨烯,可有效提高材料的抗菌性。

Gap19:是由连接蛋白43胞质环衍生的9个氨基酸组成的多肽,通过诱导连接蛋白43的降解来阻断细胞间的交换,是连接蛋白43半通道的特异性抑制剂。生理状况下,连接蛋白43半通道处于闭合状态以防止ATP等丢失及钙离子内流等,而当机体处于炎症等病理状态时,连接蛋白43半通道被激活,可能促进疾病发展。课题组研究显示,Gap19能够抑制人牙髓细胞的炎症反应并促进其成牙本质分化和矿化。

背景:活髓保存疗法是治疗深龋等口腔常见疾病的主要疗法之一,盖髓材料的抗菌性能对疗效至关重要。目前常用的盖髓材料抗菌性较弱并会激起牙髓组织一定的炎症反应,从而导致治疗失败。

目的:探讨纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19水凝胶材料的抗菌作用。

方法:制备纳米银-还原氧化石墨烯。使用含不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖。采用抑菌圈实验检测不同质量浓度纳米银-还原氧化石墨烯对金黄色葡萄球菌的抑制作用。通过CCK-8与抑菌圈实验结果筛选促细胞增殖与抑菌效果最明显的纳米银-还原氧化石墨烯质量浓度,负载于水凝胶中。使用含不同浓度Gap19(一种针对连接蛋白43半通道的特异性抑制剂)的完全培养基培养人牙髓干细胞,采用CCK-8实验检测细胞增殖,筛选促细胞增殖效果最明显的Gap19浓度,负载于水凝胶中。制备纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶@Gap19(AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19)水凝胶,表征该水凝胶材料的理化性质。将金黄色葡萄球菌(或大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌)悬液分别与三氧化矿物凝聚体、聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶、纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶共培养,以单独培养的细菌悬液为空白对照组,检测各组水凝胶的抗菌率。

结果与结论:①通过CCK-8与抑菌圈实验结果确定纳米银-还原氧化石墨烯的最佳质量浓度为12.5 μg/mL,通过CCK-8实验确定Gap19的最佳浓度为20 μmol/L;②扫描电镜下可见AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶呈褶皱多孔状,纳米银在水凝胶表面及内部均有负载;能谱分析结果显示纳米银-还原氧化石墨烯与Gap19成功负载至水凝胶上;③4种水凝胶对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、变异链球菌、乳酸杆菌均具有明显的抑制作用,并且以纳米银-还原氧化石墨烯/聚多巴胺/甲基丙烯酰化明胶水凝胶与AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶的抗菌作用最显著,说明AgNPs-rGO/PDA/GelMA@Gap19水凝胶作为一种新型盖髓材料具备明显的抗菌作用。

https://orcid.org/0009-0003-3823-307X (李若彤)

中国组织工程研究杂志出版内容重点:生物材料;骨生物材料;口腔生物材料;纳米材料;缓释材料;材料相容性;组织工程

关键词: 纳米银, 还原氧化石墨烯, Gap19, 甲基丙烯酰化明胶, 水凝胶, 抗菌性, 工程化口腔材料

引用本文:李若彤, 吴悦宁, 邓云艺, 陈世超, 兰小蓉, 李适廷, 李广文. 聚多巴胺修饰还原石墨烯负载纳米银复合Gap19多肽水凝胶的制备及抗菌评价[J]. 中国组织工程研究, 2025, 29(34): 7333-7343.

来源:中国组织工程研究杂志

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