基于聚多巴胺輔助表面沉積含銀涂層的聚醚醚酮的制備及抗菌性能與生物相容性研究.pdf

1、本文主要從以下幾部分進行論述：
　　第一部分 表面載銀的PEEK材料的制備與表征檢測
　　目的:
　　在弱堿性條件下自聚合形成的聚多巴胺涂層沉積在聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)表面，利用聚多巴胺自身的弱還原性，可以將銀氨離子還原為銀納米顆粒沉積在PEEK材料表面，制備出表面載銀的PEEK復合材料，并對其進行檢測與表征。
　　方法:
　　將表面打磨光滑的PEEK圓片用等離子體清

2、洗后，在表面負載大量的羥基，將上述材料浸泡在2 mg/ml多巴胺溶液中(10 mM Tris-HC1溶液，pH=8.5)24小時，在PEEK表面制備出聚多巴胺涂層(PEEK-PDA)，然后將含有聚多巴胺涂層的PEEK復合材料浸泡在0.02 mol/L的銀氨溶液中1小時，制備出表面載銀的PEEK復合材料(PEEK-PDA-Ag)。然后對該涂層的形貌特征、化學組成進行檢測，材料表面親水性分析，以及銀離子釋放等表征。
　　結果:

3、　　檢測顯示，經過載銀處理后的PEEK材料顏色上發(fā)生了很明顯的變化，電鏡下可以很明顯觀察到材料表面均勻的沉積了銀顆粒，粒徑約為90 nm，EDS能譜分析顯示載銀量為5.83 wt％。接觸角測試顯示經過載銀處理后的PEEK材料表面親水性發(fā)生了很大的改變。當將表面載銀的PEEK復合材料浸泡于緩沖溶液中，涂層能向周圍溶液中持續(xù)釋放銀離子。
　　結論:
　　利用多巴胺的自聚合以及聚多巴胺的還原性，能夠在PEEK材料表面制備出尺寸均勻

4、的銀粒子涂層，該涂層能夠長期向周圍溶液中釋放銀離子。
　　第二部分 表面載銀的PEEK材料的抗菌性能檢測
　　目的:
　　探討表面載銀的PEEK復合材料(PEEK-PDA-Ag)對金黃色葡萄球菌的抗菌性能。
　　方法:
　　(1)以PEEK-PDA-Ag和PEEK-PDA作為實驗組，PEEK作為對照組，以金黃色葡萄球菌菌株ATCC25923為實驗菌株。將金黃色葡萄球菌菌株ATCC25923接種與各組材料培養(yǎng)

5、24小時，進行活菌計數(shù)，觀察抑菌效果，計算其抑菌率。
　　(2)在各組材料表面接種金黃色葡萄球菌菌珠，經過24小時培養(yǎng)后，觀察有無抑菌圈生成，并測量抑菌圈直徑大小。
　　(3)在各組材料表面接種實驗菌株培養(yǎng)24小時后，脫水干燥后，電鏡下觀測菌落形貌。
　　結果:
　　表面抑菌實驗結果提示:培養(yǎng)24小時以后，實驗組(PEEK-PDA-Ag)表現(xiàn)出明顯的抑菌效應，其表面的金黃色葡萄球菌活菌計數(shù)低于接種濃度，抑菌率可達

6、到99.84％，PEEK-PDA組也展現(xiàn)出了一定的抑菌效應，抑菌率為78.6％。實驗組與對照組之間抑菌率具有顯著統(tǒng)計學差異(P＜0.05)。將金黃色葡萄球菌接種在各組材料表面，培養(yǎng)24小時后，在PEEK-PDA-Ag組樣品周圍產生了明顯的抑菌圈，抑菌圈直徑約為8.8 mm，而在PEEK組和PEEK-PDA組周圍未見明顯的抑菌圈產生。將金黃色葡萄球菌接種在各組材料表面，培養(yǎng)24小時后，經過脫水干燥處理后，在電鏡下可以觀察，PEEK-PDA

7、-Ag組樣品表面細菌數(shù)量明顯少于PEEK組和PEEK-PDA組(P＜0.05)。
　　結論:
　　PEEK-PDA-Ag材料具有明顯的抑菌作用，抑菌率可達到99.84％，同時在PEEK-PDA-Ag材料周圍可以明顯的觀測到抑菌圈的產生，抑菌圈直徑約為8.8 mm。
　　第三部分 表面載銀的PEEK材料的生物相容性檢測
　　目的:
　　探討表面載銀的PEEK復合材料(PEEK-PDA-Ag)對成骨細胞MC3T

8、3-E1生物活性的影響，并觀察細胞在材料表面黏附和增殖的情況。用小鼠巨噬細胞（RAW264.7）為動物細胞模型，利用qRT-PCR技術從細胞分子水平上探討幾種材料對小鼠巨噬細胞分泌的相關炎性因子表達的影響。
　　方法:
　　(1)以PEEK-PDA-Ag材料作為實驗組，PEEK材料和PEEK-PDA材料作為對照組，分別按一定的密度接種MC3T3-E1細胞并進行培養(yǎng)。在第1，3，5天，分別用CCK-8試劑檢測各組材料表面細胞增

9、殖情況。
　　(2)在每個時間點，每組取出兩個樣品，經過梯度脫水和臨界點干燥后，用掃描電鏡觀察成骨細胞在各組材料表面的黏附鋪展情況。
　　(3)以PEEK-PDA-Ag材料和PEEK-PDA材料作為實驗組，空白板作為對照組，用小鼠巨噬細胞（RAW264.7）為動物細胞模型，檢測IL-4，IL-10，TGF-β抗炎因子的表達以及IL-1β，IL-6，TNF-α等促炎因子的表達情況。
　　結果:
　　CCK-8檢測結

10、果表明:PEEK-PDA-Ag組細胞有明顯的增殖趨勢，在第1，3，5天時間點時，PEEK-PDA-Ag組細胞都有明顯的增殖，對照組PEEK和PEEK-PDA的細胞同樣也有明顯的增殖(P＞0.05);掃描電鏡下觀察細胞形貌及黏附:可以看出，實驗組PEEK-PDA-Ag表面的細胞在第一天時呈細長形，在第3，5天時，材料表面細胞有明顯增殖，材料表面細胞密度明顯增多，且細胞立體性較好，對照組PEEK和PEEK-PDA材料在第1天時，表面的細胞黏

11、附很均勻，且向四周鋪展，第3天時，材料表面細胞密度明顯多于第一天時間點，細胞增殖明顯，第5天時，對照組細胞基本長滿，且細胞均比較飽滿。炎性因子表達的結果顯示，RAW264.7細胞在各組材料上培養(yǎng)72h后，在抗炎因子表達方面，與對照組相比，PEEK-PDA-Ag組細胞中IL-4基因表達量顯著降低(P＜0.05)，IL-10和TGF-β表達量有降低趨勢，但沒達到顯著水平;在促炎因子表達方面，與對照組相比，PEEK-PDA-Ag組細胞中IL-