【摘要】：鈦及鈦合金因其優(yōu)異的生物相容性,優(yōu)良的加工性等性能而被廣泛應(yīng)用于金屬骨移植,牙種植體等生物醫(yī)學領(lǐng)域。由于鈦與骨組織之間僅為機械性骨整合而非骨性結(jié)合,鈦表面的生物活性材料的涂層研究引起了廣泛關(guān)注。導電高分子作為一類有機材料,在生物醫(yī)學領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,如應(yīng)用于體外或可植入電極的細胞記錄和刺激,導電支架的細胞支持,組織工程等。聚吡咯(PPy)作為導電高分子,具有優(yōu)良導電性,化學穩(wěn)定性,生物相容性,同時制備簡單,能夠結(jié)合陰離子型生物分子,得到了廣泛的研究,尤其是作為生物涂層材料具有很大應(yīng)用前景。聚多巴胺(PDA)是一種表面修飾材料,具有簡單、安全、有效和節(jié)省成本的特點,滿足骨組織工程的需要。PDA的粘附功能是與骨組織再生相關(guān)的最具優(yōu)勢的特征之一。它可以作為不同骨生物基質(zhì)界面上的修飾劑,改善它們的界面特性,為組織結(jié)構(gòu)提供大量的選擇。理想的骨植入材料在具有良好的生物相容性和骨誘導活性的同時,還能夠響應(yīng)外界刺激,對細胞的附著、鋪展、增殖以及生物功能表達起著重要的調(diào)節(jié)作用。細胞黏附依賴于蛋白的吸附。一層被吸附的蛋白質(zhì)將細胞粘附在生物材料表面上,由于蛋白質(zhì)的帶電性質(zhì),外部電刺激的作用將會影響蛋白質(zhì)在材料表面的附著。本文研究了以不同方式結(jié)合的聚吡咯與聚多巴胺的復合涂層與電刺激對細胞的協(xié)同作用,在兼顧涂層對種植體表面的黏附性的同時,響應(yīng)外部微電流的刺激,提高植入成功率。本論文主要由兩個部分組成,主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:1)兩步法制備PPy-PDA納米復合涂層,探究其與電刺激對小鼠胚胎成骨細胞前體MC3T3-E1細胞的協(xié)同作用。通過兩步電化學沉積的方法,制備PPy納米線形貌的涂層,并探究不同沉積方式對PPy形貌的影響。結(jié)果表明,0.85 V恒電位電化學沉積250 s條件下能在鈦片上得到覆蓋均勻,尺寸均一的納米線,直徑約50 nm。將制得的PPy納米線材料浸入多巴胺聚合溶液中,利用弱堿性條件下多巴胺的自聚,對PPy納米線進行表面修飾。多巴胺溶液聚合時間對材料形貌具有顯著影響,聚合6 h后能得到均勻覆蓋PPy納米線表面的PPy-PDA納米復合涂層。結(jié)果表明該PPy-PDA涂層材料氧化還原活性顯著,穩(wěn)定性高,附著力強,同時保持一定的導電性。為探究涂層對MC3T3-E1細胞在電刺激下的作用,自制一種電刺激裝置,培養(yǎng)一段時間后觀察細胞形態(tài),檢測細胞在材料表面的黏附與增殖,堿性磷酸酶(ALP)活性,BCA蛋白質(zhì)含量。結(jié)果表明結(jié)合電刺激后,細胞在測試材料表面得到更好的增殖、鋪展,BCA蛋白質(zhì)含量提高,細胞新陳代謝能力增強,ALP活性檢測結(jié)果表明,電刺激有助于MC3T3-E1細胞的礦化成骨。2)一步法制備PPy-PDA共聚涂層,探究其與電刺激對MC3T3-E1細胞和小鼠成纖維細胞L929的協(xié)同作用。通過一步電沉積PPy與PDA的混合溶液制備PPy-PDA復合涂層,并對材料進行相應(yīng)的性能表征。實驗結(jié)果表明,該涂層材料具有更粗糙的表面,使得材料能促進細胞的黏附與增殖,提高組織相容性。細胞實驗表明PPy-PDA共聚涂層具有優(yōu)異的生物相容性。尤其在探究材料與電刺激對L929細胞的作用時,觀察了細胞在材料表面的生長狀況,繪制細胞的生長曲線,結(jié)果表明,結(jié)合電刺激后的PPy-PDA共聚材料能大大促進細胞的黏附、增殖。
【圖文】：

邐？逡逑ｉ：邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｓｃｌｆ－ａ＾ｃｍｂｌｙ邋ｐｕｔｈｗｕｙｓ；邋ｉｉ：邋ｃｏｖａｌｅｎ！邋ｏｘｉｄｕｔｉｖｃ邋ｐｏｌｙｍｃｒｉ／ａｌｉｏｎ逡逑圖１－３聚多巴胺可能的形成機理：⑷多巴胺氧化Ｈｂ）氧化產(chǎn)物形成低聚物；（ｃ）低逡逑聚物形成交聯(lián)聚多巴胺；（ｄ）氧化產(chǎn)物通過氫鍵結(jié)合在一起以６）氧化產(chǎn)物通過７Ｔ－７Ｔ逡逑堆積形成三聚體；（ｆ）氧化產(chǎn)物通過共價鍵形成低聚體；最終形成的聚多巴胺。１９７１逡逑Ｆｉｇ．１－３邋Ｔｈｅ邋ｐｏｓｓｉｂｌｅ邋ｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ邋ｏｆ邋ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ：邋（ａ）邋ｔｈｅ邋ｏｘｉｄａｔｉｏｎ邋ｏｆ逡逑ｄｏｐａｍｉｎｅ；邋（ｂ）邋ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ邋ｆｏｒｍｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｏｘｉｄｉｚｅｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ；邋（ｃ）邋ｃｒｏｓｓｌｉｎｋｅｄ逡逑ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ邋ｆｏｒｍｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｔｈｅ邋ｏｌｉｇｏｍｅｒｓ；邋（ｄ）邋ｔｈｅ邋ｏｘｉｄａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋ｂｏｎｄｅｄ逡逑ｔｏｇｅｔｈｅｒ邋ｂ

邋％逡逑：邐Ｐｏｔｙｄｏｐａｍｉｏ？邐＾邋0ｈＪ逡逑圖１－４聚多巴胺在生物材料表面改性中的應(yīng)用ｌ１Ｇ１ｌ逡逑Ｆｉｇ．邋１－４邋Ｔｈｅ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ邋ｉｎ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ逡逑ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ逡逑實。對于ＰＤＡ結(jié)構(gòu)的鍵合方式，有研[側(cè)嗽比銜強殼糠槍布勱岷狹Γ庵紙徨義蝦狹Ω秤瑁校模磷愎壞奈榷ㄐ院退蝗芐裕ㄍ跡歟常洌�。褐G氐慕峁茍裕模戀難繡義襄程峁┝酥匾鬧傅家庖�。真褐G匭緯苫碓誶把繡郴∩轄辛死┏�，，同时辶x隙雜詰ヌ騫布勱岷顯誥酆銑跗詰鬧匾雜枰鄖康鰲＃茫酰櫚熱耍郟梗福菀遠喟桶返難萇镥義希停希牛ㄥ澹玻ㄥ澹矗恚澹簦瑁錚常恚澹簦瑁歟穡瑁澹睿歟╁澹澹簦瑁歟幔恚椋睿澹┳魑Ｐ偷ヌ褰芯酆�，这种单辶x咸搴薪仙倩钚暈壞�。根据实验结果推测Ｄ倌聚合过池濣含觾措s苫酆�。聚辶x隙喟桶沸緯曬痰母叢有雜胂鐘屑觳饈侄蔚木窒扌�，为各类芯暽机诸l某魷痔峁╁義狹嘶�，尚无法定论。辶x獻躍酆蝦途酆蝦蟮那筐じ叫允茍喟桶煩晌τ糜詒礱娓男緣撓叛〔牧希ㄍ煎義希保矗�。良好导{鏘噯菪允溝茫校模糧男院蟮牟牧夏艽俳赴釀じ劍校模簾礱駑義戲岣壞陌被�、羟基为疏水材料的亲水性讣{鋪峁┛贍�。在ＰＤ拡A溉槎锏某懾義瞎竅赴⑸窬鵲納鋃拘匝繡呈笛櫓

本文編號：2626583