醫(yī)用鈦表面多聚賴氨酸-DNA層層組裝膜及其生物性能.pdf

1、鈦及鈦合金由于具有低的彈性模量、高的強(qiáng)韌性、良好的耐磨耐腐蝕性能以及優(yōu)良的生物相容性,被廣泛應(yīng)作骨科生物材料。但鈦種植體本身不能滿足生物材料的活性要求,因此常對(duì)材料進(jìn)行表面改性來使其具有更好的生物相容性。本研究的內(nèi)容分為兩個(gè)部分,一是在鈦表面組裝多聚賴氨酸(PLL)和DNA,并對(duì)自組裝改性后的鈦表面進(jìn)行小牛血清蛋白(BSA)吸附實(shí)驗(yàn)、生物礦化實(shí)驗(yàn)和成骨細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),以評(píng)價(jià)改性后的鈦的生物活性；二是先用陽極氧化的方法在純鈦表面制備一定管徑

2、的氧化鈦納米管陣列,熱處理后再進(jìn)行PLL和DNA的自組裝,然后評(píng)價(jià)其表面的蛋白吸附能力和生物礦化能力,最后通過成骨細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),考察各試樣的生物活性。
　　 X光電子能譜和水接觸角的數(shù)據(jù)表明多聚賴氨酸和DNA均能成功地自組裝到鈦及氧化鈦納米管表面。從X光電子能譜數(shù)據(jù)中P2p和N1s分譜可知,多聚賴氨酸和DNA是通過COO-和NH3+之間的靜電吸附,而非物理吸附結(jié)合到一起。通過石英微量天平得到了各自組裝層的組裝量,在37℃的質(zhì)子緩

3、沖液中,Ti表面自組裝的PLL和DNA層具有較好穩(wěn)定性。采用鈦納米粒子進(jìn)行PLL和DNA自組裝改性后,以表面電位儀測(cè)定其Zeta電位。測(cè)量表明,最外層為PLL的表面顯正電性,而最外層為DNA的表面顯負(fù)電性,進(jìn)一步驗(yàn)證了PLL與DNA之間的靜電作用。
　　 在蛋白吸附實(shí)驗(yàn)中,紫外可見光譜的結(jié)果顯示,在鈦及氧化鈦納米管表面的自組裝層促進(jìn)了蛋白的吸附,而且最外層為PLL的表面比最外層為DNA的表面吸附的蛋白更多,各組中分別是樣品Ti／

4、P／D／P和TNT／P／D／P表面吸附的BSA最多。在仿生礦化實(shí)驗(yàn)中,掃描電鏡和X射線衍射的結(jié)果均顯示,組裝了PLL和DNA的表面更有利于羥基磷灰石的沉積。以上結(jié)果說明,自組裝膜的存在能提高鈦及氧化鈦納米管表面蛋白吸附的能力和生物礦化的能力。
　　 成骨細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)中,自組裝處理表面改進(jìn)了細(xì)胞鋪展、增殖和分化能力,各組中分別是自組裝樣品Ti／P／D／P和TNT／P／D／P表現(xiàn)出更好的細(xì)胞相容性,細(xì)胞的增殖和分化能力最強(qiáng)。而且,與