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随着电活性材料在生物医用领域的发展，导电高分子以其独特的物理化学性质被广泛研究和应用探索。但高分子量的导电高分子无法体内降解和移除一直是困扰研究者的难题，因此多种类型的可降解导电高分子被设计和制备。其中电活性低聚体材料近年来成为研究的热点，被越来越多的研究者使用和研究。以苯胺四聚体和苯胺五聚体为代表的苯胺齐聚物，由于其良好的电活性、可逆的氧化还原性、环境稳定性和生物相容性，被广泛的应用于智能控释载体和组织工程支架方面。外加电刺激作为有效的信号被报道可以有效的控制细胞行为和促进组织再生，因此，多种包含苯胺齐聚物的功能支架材料被设计，它们被认为可以有效定位而均一可控的传递电刺激，从而更好的调控细胞粘附、迁移、增殖和分化。尽管像共混、接枝、电纺丝和共价修饰凝胶等许多偶联电活性片段的方法都被使用，但简单而有效、生物相容和成型方便的策略依然是难点和挑战，有待进一步设计和挖掘。 因此，我们设计并制备了一系列的基于物理相互作用的可注射电活性水凝胶和层层自组装膜材料，然后通过体内和体外的实验，系统地评价了它们潜在的生物医用前景，全文主要包括以下八个部分的内容: 1)我们合成了以聚N-异丙基丙烯酰胺为基础的温度敏感型共聚物，将苯胺四聚体接枝到该共聚物上得到了电活性、可降解、温度敏感的共聚物材料P(NIPAM-mPEGMA-MDO-MATA)(PN-TA)，该材料水溶液在温度超过体温时即可转变为凝胶。在共聚物中，2-亚甲基-1，3-二氧杂环庚烷(MDO)是可降解单元单体，苯胺四聚体(TA)是电活性和抗氧化性功能片段。体外实验证明小鼠心肌H9c2细胞包埋在凝胶中具有良好的存活率，体内凝胶形成和组织学分析证明了电活性凝胶具有良好的生物相容性。此外，施加电刺激后心肌H9c2细胞的增殖和胞内钙震荡等生理学参数也被有效评价。 2)端基为羧基的苯胺四聚体偶联到聚丙交酯-聚乙二醇-聚丙交酯三嵌段的末端(PLA-PEG-PLA)，通过共混旋光异构PLLA和PDLA的两种嵌段共聚物水溶液形成立体复合物凝胶。紫外光谱和循环伏安证明了材料具有良好的电活性。凝胶的成胶机理和分子间作用力，例如立体复合作用、氢键和π-π堆积作用等通过红外光谱、紫外光谱和X射线衍射进行了研究，并使用流变仪研究了凝胶性质。体内凝胶注射和HE染色以及体外细胞包埋实验都证明了凝胶具有良好的生物相容性。此外，施加电刺激后证明了电活性凝胶有效的加速了成纤维细胞、心肌细胞和成骨细胞的增殖。 3)我们通过共混苯胺四聚体修饰的聚乙交酯-丙交酯-聚乙二醇-聚乙交酯-丙交酯三嵌段(PLGA-PEG-PLGA)材料溶液和α环糊精(α-CD)水溶液形成主客体包含物超分子凝胶。使用广角X射线衍射、差示扫描量热和流变仪系统地研究了凝胶机理和性质。同样，体内凝胶注射和HE染色以及体外细胞包埋实验都证明了超分子凝胶具有良好的生物相容性;证明了施加电刺激后电活性凝胶可以有效地加速心肌细胞的增殖。 4)我们合成了两种聚离子多肽材料聚谷氨酸-聚乙二醇-聚谷氨酸(PGA-PEG-PGA)和聚赖氨酸-聚乙二醇-聚赖氨酸(PLL-PEG-PLL)，通过共混两种材料溶液制得离子复合的凝胶材料。这种凝胶显示了可调控的力学性质、高的模量值和pH可逆的响应性。侧链的活性功能基团可以有效地接枝苯胺四聚体，制得电活性的离子复合凝胶。体内凝胶注射和HE染色以及体外细胞包埋实验都证明了离子复合的电活性凝胶具有良好的生物相容性;证明了施加电刺激后电活性凝胶有效地加速了心肌细胞的增殖。 5)设计和利用层层自组装方法制备了电活性可降解的聚电解质多层膜材料(PGA-g-TA/PLL-g-TA)n。通过紫外光谱、石英微天平、扫描电镜、接触角测试仪等系统地研究了层层自组装过程及膜的表面性能。比较未接枝苯胺四聚体材料的膜，电活性膜显示了微纳米尺度上更高的粗糙度和刚性。这种特殊的表面特性和电导性质对成骨前体MC3T3-E1细胞的粘附、增殖和分化都有很大的益处，此外施加电刺激后还观察到了电活性膜对细胞成骨诱导早期分化具有增强作用。 6)我们选用第五和第四部分工作制备的聚电解质多层膜和离子复合凝胶分别从二维和三维层面系统研究了小鼠脂肪干细胞在膜表面和凝胶内部的粘附、增殖和分化情况。电活性膜所具有独特的表面性能以及离子凝胶所具有可控的交联网络空间排布对细胞生长行为的影响都有所不同，同时详细研究了有无电刺激对细胞生长的影响。我们发现电活性材料所增强的刚性和粗糙度促进了干细胞向成骨方向分化，电导特性促进了干细胞向成肌方向分化，但成脂分化的影响并不明显;此外，电活性材料在二维和三维层面对干细胞分化的影响也有所不同。 7)我们以小鼠颅骨缺损为体内模型，使用离子复合电活性凝胶包埋小鼠间充质干细胞注入缺损，研究了凝胶细胞复合物对缺损修复的影响。我们建立极限颅骨缺损4mm模型，观察了修复到第八周的情况，结果表明凝胶包埋细胞组的骨修复效果良好。尤其是电活性凝胶显著的促进了颅骨缺损的修复，X射线成像及组织学染色都证明了新骨的生成和缺损的愈合。 8)表面涂层材料已被证明是植入物和组织界面有效调控细胞行为的方法，这种功能化支架的方法最大的优势是不影响植入物的本体性质。我们使用层层自组装的方法修饰了所制得的PLGA相分离支架材料表面，得到了电活性涂层的PLGA支架。修饰支架的物理性质被详细研究，体外实验显示了电活性支架可以有效的增强兔骨髓干细胞的成骨分化。之后我们使用兔桡骨缺损为模型，将支架植入体内观察了12周的骨修复再生情况，实验表明施加电刺激后，电活性涂层支架组观察到了更明显的体内矿化和新骨生成。 综上所述，我们利用简单而有效的物理相互作用设计和制备的可注射电活性凝胶和聚电解质多层膜材料不仅分别具有模拟体内组织环境的弹性网络性质和理想的界面调控性质，而且都具有的电活性特性在外加电刺激的影响下都有效的促进了细胞的功能性分化以及机体组织的修复和再生。