骨修復(fù)材料表面的納米功能化修飾研究
發(fā)布時間:2021-11-04 05:06
骨修復(fù)材料的骨誘導(dǎo)能力差以致修復(fù)緩慢以及術(shù)后感染是現(xiàn)階段臨床骨修復(fù)需要解決的難點問題。通過對骨修復(fù)材料的表面進行修飾使其獲得良好的生物學(xué)性能具有重要的意義。目前表面修飾多集中于表面微納多級結(jié)構(gòu)修飾和物理化學(xué)性質(zhì)修飾,使其具備骨誘導(dǎo)能力。本論文重點研究了對骨修復(fù)材料表面進行多功能化修飾,使其具備骨誘導(dǎo)、抗菌和刺激響應(yīng)等多功能。包括以下內(nèi)容:(1)利用條件溫和的電沉積方法在金屬鈦(Ti)表面制備殼聚糖/銀納米顆粒/羥基磷灰石(CS/Ag/HA)復(fù)合涂層。在電沉積過程中,CS作為穩(wěn)定劑,不僅使銀納米顆粒(Ag-NPs)在涂層中分散均勻,而且還減少了 Ag-NPs對細胞的毒性。同時,將骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP-2)與肝素通過靜電作用固定于CS/Ag/HA 復(fù)合涂層表面。體外和體內(nèi)實驗證明BMP/CS/Ag/HA復(fù)合涂層,具有骨誘導(dǎo)性能夠促進新骨生成?咕鷮嶒灡砻髟撏繉泳哂锌咕,從而減小骨愈合部位受細菌感染的風(fēng)險。(2)利用條件可控的脈沖電化學(xué)沉積法在Ti表面制備了羥基磷灰石納米顆粒/銀納米顆粒/聚吡咯(HA/Ag/PPy )涂層。PPy在其中不僅作為羥基磷灰石納米顆粒(HA-NPs )成核的球...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:185 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2通過高分辨電子束刻蝕技術(shù)制備的具有不同直徑的納米凹槽陣列1391??
雜的金屬基底。電化學(xué)沉積的原理是在含一定濃度的鈣鹽和磷鹽的電解液中,通過在??工作電極施加電壓使其附近的水電解出OIT,從而使工作電極附近的pH和鈣磷鹽的過??飽和度升高,最后在工作電極表面沉積得到鈣磷涂層(圖1-6)。而且,通過調(diào)節(jié)電解??液的鈣磷濃度、pH、電壓、和溫度可以得到不同結(jié)構(gòu)的鈣磷晶體。電化學(xué)沉積被廣泛??用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。Kuo等人[88]在室溫下通過電化學(xué)沉積的方法在Ti表面制備了一層??致密的HA涂層用于提高Ti的生物相容性。Manso等人1891也利用電化學(xué)沉積技術(shù)在堿??性條件下成功的在Ti表面制備出了具有生物活性的HA涂層。??電化學(xué)工作站??If?了?*1力參比電極??TT??對電極/工作電極??,—一電解液??Fig.?1-6?Schematic?drawing?of?electrochemical?deposition??圖1-6電化學(xué)沉積示意圖??電泳沉積是另一種己被廣泛用于在金屬表面制備鈣磷涂層的方法。電泳沉積具有??制備條件溫和、制備過程非線性、涂層成分和結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)勢。電泳沉積的原理為懸??
上通過吸附不同的硅烷制備得到了具有從疏水到親水的不同端基的SAM,如甲基??(CH3)、氨基(NH2)、羧基(COOH)和羥基(0H)。他們發(fā)現(xiàn)不同的表面環(huán)境對細??胞有著不同的影響(如圖1-7)。材料表面親疏水性平衡對細胞的增殖和分化影響是現(xiàn)??階段研宄熱點之一。??xxxx?3BifeH??y?=?NH2,C〇OH,??PEG,?CH3?0?=?90°?0?=?60°?0?=?50°?0?=?30°??Fig.?1-7?Scanning?confocal?micrographs?of?human?fibroblasts?attached?to?SAMs?with??different?tail?groups?(X?=?CH3,?NH2,?COOH,?PEG)?after?incubation?for?2?h.?0?represents?the??approximated?water-contact?angle?of?the?modified?surfaces??圖1-7人成纖維細胞在不同端基(Y=CH3,NH2,?COOH,?PEG)?SAM表面培養(yǎng)2小時后??的激光共聚焦熒光染色照片。e代表材料表面水的接觸角11(531??紫外光接枝法也是一種在材料表面接枝功能基團的方法。紫外光接枝法原理是通??過紫外光照射在材料表面產(chǎn)生自由基,這些自由基再引發(fā)單體聚合。其優(yōu)點為:1)條??件溫和,不影響基底的自身性能;2)反應(yīng)速度快;3)接枝聚合程度可控;4)成本低,??可大批制備。通過紫外光接枝法可改變材料表面親疏水性及生物相容性。Zhao等人_??利用紫外光接枝法在聚碳酸酯聚氨酯(PCU)表面接枝了聚乙二醇分子
【參考文獻】:
期刊論文
[1]骨修復(fù)替代材料修復(fù)骨缺損的選擇與應(yīng)用[J]. 張志宏,劉志禮,高志增,陳明,楊東,黃山虎,舒勇. 中國組織工程研究. 2012(52)
[2]親/疏水性材料表面對細胞體外生物學(xué)行為影響的研究進展[J]. 沈陽,王貴學(xué),沈楠,吳江,劉肖珩. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2011(06)
[3]生物材料表面性能調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細胞分化[J]. 王瑋,李博,高長有. 化學(xué)進展. 2011(10)
[4]刺激響應(yīng)型藥物釋放體系的研究進展[J]. 李小軍,畢維笳,張國亮,張鳳寶. 現(xiàn)代化工. 2006(S1)
本文編號:3475063
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:185 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-2通過高分辨電子束刻蝕技術(shù)制備的具有不同直徑的納米凹槽陣列1391??
雜的金屬基底。電化學(xué)沉積的原理是在含一定濃度的鈣鹽和磷鹽的電解液中,通過在??工作電極施加電壓使其附近的水電解出OIT,從而使工作電極附近的pH和鈣磷鹽的過??飽和度升高,最后在工作電極表面沉積得到鈣磷涂層(圖1-6)。而且,通過調(diào)節(jié)電解??液的鈣磷濃度、pH、電壓、和溫度可以得到不同結(jié)構(gòu)的鈣磷晶體。電化學(xué)沉積被廣泛??用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。Kuo等人[88]在室溫下通過電化學(xué)沉積的方法在Ti表面制備了一層??致密的HA涂層用于提高Ti的生物相容性。Manso等人1891也利用電化學(xué)沉積技術(shù)在堿??性條件下成功的在Ti表面制備出了具有生物活性的HA涂層。??電化學(xué)工作站??If?了?*1力參比電極??TT??對電極/工作電極??,—一電解液??Fig.?1-6?Schematic?drawing?of?electrochemical?deposition??圖1-6電化學(xué)沉積示意圖??電泳沉積是另一種己被廣泛用于在金屬表面制備鈣磷涂層的方法。電泳沉積具有??制備條件溫和、制備過程非線性、涂層成分和結(jié)構(gòu)可控等優(yōu)勢。電泳沉積的原理為懸??
上通過吸附不同的硅烷制備得到了具有從疏水到親水的不同端基的SAM,如甲基??(CH3)、氨基(NH2)、羧基(COOH)和羥基(0H)。他們發(fā)現(xiàn)不同的表面環(huán)境對細??胞有著不同的影響(如圖1-7)。材料表面親疏水性平衡對細胞的增殖和分化影響是現(xiàn)??階段研宄熱點之一。??xxxx?3BifeH??y?=?NH2,C〇OH,??PEG,?CH3?0?=?90°?0?=?60°?0?=?50°?0?=?30°??Fig.?1-7?Scanning?confocal?micrographs?of?human?fibroblasts?attached?to?SAMs?with??different?tail?groups?(X?=?CH3,?NH2,?COOH,?PEG)?after?incubation?for?2?h.?0?represents?the??approximated?water-contact?angle?of?the?modified?surfaces??圖1-7人成纖維細胞在不同端基(Y=CH3,NH2,?COOH,?PEG)?SAM表面培養(yǎng)2小時后??的激光共聚焦熒光染色照片。e代表材料表面水的接觸角11(531??紫外光接枝法也是一種在材料表面接枝功能基團的方法。紫外光接枝法原理是通??過紫外光照射在材料表面產(chǎn)生自由基,這些自由基再引發(fā)單體聚合。其優(yōu)點為:1)條??件溫和,不影響基底的自身性能;2)反應(yīng)速度快;3)接枝聚合程度可控;4)成本低,??可大批制備。通過紫外光接枝法可改變材料表面親疏水性及生物相容性。Zhao等人_??利用紫外光接枝法在聚碳酸酯聚氨酯(PCU)表面接枝了聚乙二醇分子
【參考文獻】:
期刊論文
[1]骨修復(fù)替代材料修復(fù)骨缺損的選擇與應(yīng)用[J]. 張志宏,劉志禮,高志增,陳明,楊東,黃山虎,舒勇. 中國組織工程研究. 2012(52)
[2]親/疏水性材料表面對細胞體外生物學(xué)行為影響的研究進展[J]. 沈陽,王貴學(xué),沈楠,吳江,劉肖珩. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2011(06)
[3]生物材料表面性能調(diào)控骨髓間充質(zhì)干細胞分化[J]. 王瑋,李博,高長有. 化學(xué)進展. 2011(10)
[4]刺激響應(yīng)型藥物釋放體系的研究進展[J]. 李小軍,畢維笳,張國亮,張鳳寶. 現(xiàn)代化工. 2006(S1)
本文編號:3475063
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