本文關鍵詞：鈦表面聚多巴胺功能響應膜的構建及生物相容性研究　出處：《廣東工業(yè)大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：鈦及鈦合金經過數十年的研發(fā),已經制備出與人骨相近的植入材料。然而,鈦表面的生物惰性缺乏與細胞相互溝通作用,限制了其多領域的臨床應用。另外,單一的鈦表面處理僅能改善細胞的生長行為,而缺乏對細胞的調控作用,難以達到細胞的生命活動高效、有序進行的目的。因此,本論文以骨組織工程的鈦基材料為背景,在鈦基材料表面構建貽貝仿生的聚多巴胺膜,利用其酚羥基和胺基對促成骨作用的鈣離子螯合,pH的響應作用和電響應作用,賦予材料表面具有細胞生長的調控能力,可制備出具有功能響應作用的鈦基植入體材料。本文首先利用聚多巴胺自組裝在鈦表面構建鈣離子螯合平臺,調控鈦表面通過聚多巴胺螫合不同含量的鈣離子,推導出聚多巴胺螯合鈣離子的機理,探討聚多巴胺和鈣離子對模擬礦化和成骨細胞(MC3T3-E1)行為的影響。結果表明,聚多巴胺螯合鈣離子后-C-OH峰面積從73.8%降至37.3%,-C=O從26.2%升至62.7%,證明聚多巴胺的酚羥基與鈣離子螯合過程中向醌基轉化；而且聚多巴胺和鈣離子的協(xié)同作用促進羥基磷灰石(HA)前驅體成核,誘導HA的形成；鈦表面通過聚多巴胺螯合低濃度的鈣離子有利于成骨細胞粘附,且具有良好的細胞相容性。另一方面,通過電化學聚合在鈦基材表面構建聚多巴胺膜層,探討pH誘導聚多巴胺膜表面質子化／去質子化及其電勢電荷的變化特性,并研究其對骨髓間充質干細胞(BMSCs)的早期黏附行為的影響。表明通過電化學方法在鈦表面可構建均勻致密的聚合多巴胺膜層；電化學及動力學分析表明不同pH介質條件下能改變聚多巴胺膜的界面電阻,且隨著pH值的增大而增大,質子化的聚多巴胺有利于電荷累積；經pH=3、pH=7和pH=11溶液處理的聚多巴胺膜表面平均電勢分別為349±3.8mV、507±9.7mV和601±13.9mV,且不同pH值環(huán)境下具有可逆周期性變化的特性；質子化的聚多巴胺鈦表面帶正電荷更有利于BMSCs的黏附和鋪展,且具有良好的細胞相容性。除pH響應作用外,進一步了解聚多巴胺的電響應作用對細胞行為的調控作用。通過不同的恒電壓促使聚多巴胺的酚羥基發(fā)生不同程度的氧化還原反應,探討電對聚多巴胺的酚羥基與醌基相互轉化機理,并研究其對成骨細胞(MC3T3-E1)行為的影響。結果表明,聚多巴胺在電作用下發(fā)生2e-和H+轉移的氧化還原過程,這過程可實現酚羥基與醌基的相互轉化構建出氧化態(tài)和還原態(tài)的聚多巴胺。根據氧化態(tài)和還原態(tài)轉換,實現聚多巴胺對Cu2+還原為Cu+的含量和牛血清白蛋白(BSA)吸附可逆控制,且醌基有利于BSA的吸附。同樣,細胞結果表明,富含醌基的聚多巴胺能夠促進成骨細胞的黏附和增殖。
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631;R318.08

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本文編號：1313720