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细胞外基质(ECM)在生物体系中扮演着重要的角色,其作为具有生物力学和化学性质的生物支架,支持细胞的粘附和生长。制备出具有良好生物相容性、细胞粘附性和生物活性的仿生基质材料是目前组织工程学研究的重要方向。目前基于多肽自组装方法制备的仿ECM凝胶材料具有细胞粘附能力低和自组装条件苛刻的缺点,而糖肽作为糖蛋白和糖氨基酸之间的一类生物分子具有良好的生物稳定性,生物相容性和细胞粘附性等优点。此外,基于分子设计可以制备出具备良好自组装特性的糖肽分子,因此糖肽成为制备仿细胞外基质材料的新型构筑基元。本论文的主要研究内容是使用葡萄糖和磷酸酪氨酸和其它相关氨基酸分子制备新型糖肽分子,利用碱性磷酸酶在生理条件下可通过酶促反应形成超分子水凝胶,从而构建具有促进细胞粘附和生长的糖肽水凝胶,并探讨该糖肽水凝胶在组织工程中诱导血管化和组织修复方面的应用潜力。本论文的第一部分设计合成了一种新型糖肽分子,其在生理条件下可以由碱性磷酸酶触发凝胶化进行超分子自组装。在发生超分子自组装之后,水凝胶表面上的葡萄糖部分可作为生物分子线索,通过糖与受体之间的相互作用来促进细胞的粘附和生长。在裹入去铁胺(DFO)后,自组装形成的糖肽水凝胶可作为储存库,对DFO进行持续释放并成功地诱导新血管生成。本论文第二部分是在第一部分研究的基础上,使用碱性磷酸酶(ALP)诱导水凝胶生物矿化模拟天然骨矿物质系统。将第一部分制备的糖肽水凝胶浸泡在含有钙离子和β-磷酸甘油酯(β-GP,已知是ALP的一种底物)的溶液中,钙离子和β-GP扩散到含有ALP的糖肽水凝胶中。ALP裂解β-甘油磷酸盐中的磷酸根离子,然后磷酸根离子与钙离子反应形成磷酸钙,附着在水凝胶表面。糖肽水凝胶不仅其表面修饰的葡萄糖基官能团促进了骨髓间充质干细胞的粘附、生长和成骨分化,而且其包裹的ALP诱导了磷酸钙的原位成核和生长,使得矿化后糖肽水凝胶由于磷酸盐矿物相的引入不仅机械性能得到显著提高,而且更好地促进了骨髓间充质干细胞的粘附和生长。