目的 研究聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)接枝不同单体[丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、AA+AM、AA+SSS]对血小板黏附及功能的影响.方法 采用γ射线辐照将单体[丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、苯乙烯磺酸钠(SSS)、AA+AM、AA+SSS]接枝到PBT表面,依据傅里叶变换红外光谱(FTIR)和润湿时间等指标表征接枝后的PBT;利用扫描电镜(SEM)观察接枝不同单体的PBT对血小板的活化、聚集情况,同时测定通过接枝不同单体的PBT的血小板浓度、最大聚集能力、CD62p阳性表达率、血小板低渗休克率(HSR),考察其对血小板粘附及功能的影响.结果 FTIR上出现了AA、AM、SSS的特征吸收峰,且接枝后的材料亲水性明显改善,表明单体接枝成功;SEM结果显示,PBT原样导致的血小板活化聚集程度明显高于改性后的PBT;滤过PBT原样的血小板与血小板原样相比:血小板浓度为(533.00±4.58 vs 672.00±3.61)×109/L,血小板最大聚集率为(48.80±0.96 vs 58.60±1.37)%,CD62p阳性表达率为(45.35±0.58 vs 39.90±0.52)%,血小板 HSR 为(48.74±0.46 vs 51.86±0.93)%(P<0.05).与PBT原样相比,接枝不同单体后的PBT材料导致的血小板损失和血小板功能损伤都明显下降(P<0.05),其中PBT-(AA+AM)对血小板的综合影响最小[血小板浓度(637.00±2.65)×109/L,血小板最大聚集率(62.45±0.61)%,CD62p阳性表达率(37.39±0.42)%,血小板HSR(53.51±0.58)%].结论 表面接枝AA+AM的PBT对血小板的黏附及功能损伤的综合影响明显小于接枝其他单体的PBT,有望进一步开发用于血小板制剂中去除白细胞的过滤材料.

背景:钛及其合金因出色的生物相容性、耐腐蚀性、力学性能被广泛应用于骨科内植物中,但其本身拥有生物惰性不能为成骨细胞提供良好的生长环境,较难形成良好的骨整合.目的:在钛合金支架表面构建甲基丙烯酰化明胶和聚丙烯酰胺复合水凝胶材料,分析其体外促成骨能力.方法:将甲基丙烯酰化明胶与丙烯酰胺混合,加入交联剂与催化剂合成甲基丙烯酰化明胶-聚丙烯酰胺(Gelma-PAAM)水凝胶.将经亲和硅烷表面改性后的钛合金支架分别与甲基丙烯酰化明胶(Gelma)水凝胶、Gelma-PAAM水凝胶混合,完成负载(分别记为Ti-Gelma、Ti-Gelma-PAAM),比较支架表面两种水凝胶的溶胀比、降解率,通过扫描电镜观察水凝胶与钛合金的结合状态.将大鼠骨髓间充质干细胞分别接种于单纯钛合金支架、Ti-Gelma支架、Ti-Gelma-PAAM支架中,检测细胞增殖、黏附及成骨分化能力.结果与结论:①与Gelma水凝胶相比,Gelma-PAAM复合水凝胶具有更高的溶胀比与更低的降解率;②扫描电镜下可见两种水凝胶表面为蜂窝状结构,与多孔钛合金支架结合后呈膜样包裹于支架表面并充斥孔隙,其中Gelma-PAAM复合水凝胶包裹支架得更充分;③CCK-8检测与活-死荧光染色显示,与Ti-Gelma、Ti-Gelma-PAAM支架共培养后的骨髓间充质干细胞增殖良好并保持较高的活性;成骨诱导培养后,单纯钛合金支架组细胞碱性磷酸酶活性、钙沉积量与成骨基因表达量最低,Ti-Gelma-PAAM组细胞碱性磷酸酶活性、钙沉积量与成骨基因表达量最高;④鬼笔环肽骨架染色显示,单纯钛合金支架组、Ti-Gelma组细胞稀疏、伸展不够充分,Ti-Gelma-PAAM组细胞伸展充分、肌动蛋白丝致密;⑤结果表明,Gelma-PAAM水凝胶具有良好的生物相容性与促成骨能力,较Gelma水凝胶更适宜用于钛合金金属表面的促成骨改性.

目的:本研究对水凝胶材料加入不同复合成分进行改性后,通过细胞在材料表面的生长增殖情况,筛选适宜作为组织工程软骨支架的复合材料.方法:PEGD水凝胶中分别以8∶2和6∶4两种比例复合NVP或HEMA;大鼠骨髓基质干细胞(MSCs)接种到改性后的复合材料表面共培养.以扫描电子显微镜(SEM)观察细胞在复合材料表面的生长状况.根据SEM观察结果,选择适宜的复合材料成分及比例,分别以等离子处理、丙烯酰胺接枝、真空干燥法和冻干法处理材料表面,再次接种MSCs,并以扫描电镜观察细胞生长;适宜材料在接种细胞前后的抗压强度也进行了评价.结果:根据SEM结果,(8∶2)的PEGDA/HEMA和PEGDA/NVP表面完全无细胞生长;而在6∶4比例的PEGDA/HEMA和PEGDA/NVP材料表面MSCs都有生长,其中以PEGDA/HEMA细胞增殖更明显.选择(6∶4)PEGDA/HEMA复合材料分别进行三种方式表面处理,MSCs接种后在各种表面处理方式的材料都有生长,但以等离子处理后的材料表面细胞生长最旺盛,形态最好.细胞在(6∶4)PEGDA/HEMA表面复合培养前后,材料的抗压强度没有统计学意义上的显著差别(P＞0.05).结论:PEGDA/HEMA(6∶4)具有良好的细胞相容性,尤其经等离子处理表面后细胞生长更优,可以作为组织工程软骨的支架材料.

超高分子量聚乙烯人工关节的摩擦磨损是导致人工关节失效的主要原因之一.根据表面改性方法的机理,采用多种改性方法使超高分子量聚乙烯减摩抗磨性能得到了提高,同时对超高分子量聚乙烯材料的内部结构和性能未造成损害;在工艺上,表面改性方法的工艺条件易于控制,操作简单.但是,辐射交联反应时间过长,材料会氧化脆裂;表面接枝的单体自身均聚严重;离子注入方法的注入层很薄,容易被破坏,仍需要进一步改善.为优化超高分子量聚乙烯人工替换关节耐磨性能的研究提供参考.目前,对该材料研究主要在耐磨性、关节面磨屑问题、强度等方面,同时在临床试验中的应用也一直是研究的焦点,具有广阔的发展前景.

背景:有研究将生物活性分子或者多肽接枝到聚乙二醇水凝胶表面,改善聚乙二醇的生物活性.目的:制备可自主结合转化生长因子β1的聚乙二醇水凝胶,观察其生物相容性.方法:分别制备聚乙二醇水凝胶(A组)、接枝细胞黏附多肽RGD的聚乙二醇水凝胶(B组)、接枝HSNGLPL多肽的聚乙二醇水凝胶(C组)、接枝细胞黏附多肽RGD与HSNGLPL多肽的聚乙二醇水凝胶(D组),检测4组水凝胶的接触角.将人骨髓间充质干细胞接种于4组水凝胶中,待细胞贴附后,扫描电镜观察细胞-水凝胶复合物,并进行死活细胞染色.分别采用普通培养基(对照组)、4组水凝胶浸提液培养人骨髓间充质干细胞,培养1,3,5,7 d,采用CCK-8法检测细胞增殖.将4组水凝胶材料放入24孔板中,分别加入含转化生长因子β1的PBS溶液,1 h后进行荧光免疫组织化学染色.结果与结论:①A、C组水凝胶接触角较大,B、D组水凝胶接触角较小;②扫描电镜显示,A、C组水凝胶表面几乎无细胞,B、D组水凝胶表面贴附较多细胞;③死活细胞染色显示,A、C组水凝胶表面几乎无活细胞,B、D组水凝胶表面贴附较多活细胞;④CCK-8法检测结果显示,随着培养时间的延长,5组细胞增殖活性逐渐增强,且5组间细胞增殖无差异;⑤荧光免疫组织化学染色显示,A、B组荧光强度很弱,几乎无荧光;C、D组有较强的绿色荧光;⑥结果表明,接枝细胞黏附多肽RGD与HSNGLPL多肽的聚乙二醇水凝胶,可自主结合转化生长因子β1,具有良好的生物相容性.

目的:利用分子印迹技术制备硅胶表面延胡索乙素分子印迹聚合物.方法:以硅胶为载体并对其表面改性,延胡索乙素为模板分子,用表面接枝共聚印迹法制备硅胶表面延胡索乙素分子印迹聚合物;对所用功能单体和溶剂进行筛选;借助红外、扫描电镜对聚合物进行表征和评价,并对其吸附性能进行研究.结果:通过试验确定甲基丙烯酸为功能单体、乙腈为溶剂,硅胶表面延胡索乙素分子印迹聚合物对延胡索乙素平衡吸附量可达0.6mmol/g.结论:延胡索乙素硅胶表面分子印迹聚合物对延胡索乙素具有良好吸附性能.

目的 探讨钛表面儿茶酚化聚电解质多层膜对蛋白质的吸附行为,为钛种植体表面改性提供参考.方法 根据本课题组前期建立的方法,采用脂多糖胺纳米囊泡(NPs)和3,4-二羟苯基丙酸反应制备儿茶酚接枝率为40％的儿茶酚化NPs(cNPs);采用透明质酸(HA)和多巴胺反应制备儿茶酚接枝率为10％的儿茶酚化透明质酸(cHA).利用层层自组装技术,以cNPs为引发层、cHA/NPs为阴、阳离子聚电解质,在钛或石英表面构建含3个(cHA/NPs)双层的儿茶酚化聚电解质膜[(基底-cNPs-(cHA/NPs)3],记为cPEM.同时以NPs为引发层,构建含(HA/NPs)3的未儿茶酚化聚电解质膜(PEM).采用红外光谱分析膜表面化学组成、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)检测膜表面粗糙度,Zeta电位分析仪记录膜表面Zeta电位.选取4种等电点(pI)分别小于、等于、大于生理pH 7.4的蛋白质:牛血清白蛋白(BSA,pI=4.7)、纤连蛋白(Fn,pI=5.8)、牛血红蛋白(BHb,pI=6.8～7.0)、多聚赖氨酸(PLL,pI=9.74),以其为模型蛋白,用0.15 mol/L的NaCl配制成1 mg/mL的水溶液.采用石英晶体微天平(QCM)实时动态监测膜表面蛋白吸附情况、原子力显微镜观察样品蛋白吸附前后形貌,LSCM、荧光酶标仪分别分析荧光标记蛋白在膜表面吸附情况,并测试荧光标记蛋白的吸附量.使用SPSS 20.0对数据进行单因素方差分析、SNK和LSD法进行比较,P<0.05认为差异有统计学意义.结果 LSCM结果表明,石英表面粗糙度为(301±12)nm,组装cPEM、PEM后,表面粗糙度增加,分别为(656±88)、(446±25)nm,组间差异具有统计学意义(F=66.974,P<0.001).cPEM组的红外谱图中出现儿茶酚中的苯环(νC=C)、PEM组的胺基和烷基、多糖中的糖醛酸环等特征峰,证实钛表面引入cPEM和PEM.组装过程中Zeta电位呈锯齿状交替上升,cPEM组表面电位为+22.53 mV,PEM组的表面电位为+17.36 mV.QCM结果表明,生理pH下,所有表面均基本不吸附PLL.在不同表面,BSA和BHb的吸附量cPEM组>PEM组>Ti组.原子力显微镜下可见cPEM、PEM组表面为分布均匀的水滴形海岛状结构,吸附BSA后,表面可见圆盘状结构,且cPEM组量大于PEM组,说明可能BSA在cPEM组表面的吸附量大于PEM组.采用LSCM和荧光酶标仪分析绿色荧光标记蛋白在不同表面的吸附情况,发现在不同种膜表面,同一蛋白吸附量cPEM组>PEM组>Ti组;在同一种膜表面,不同蛋白吸附量BSA>Fn>BHb.结论 本实验研发的聚电解质多层膜对钛表面进行改性后,能提高蛋白在表面的吸附,儿茶酚化改性则进一步促进这种吸附.蛋白吸附的驱动力可能主要源于静电相互作用和儿茶酚基团对蛋白偶联捕捉作用.

目的 探讨经RGD肽段修饰的大直径TiO2纳米管的纯钛表面对MG63成骨细胞黏附增殖能力的影响,为种植体表面改良提供实验依据.方法 纯钛样本分为4组:①SLA组,通过大颗粒喷砂酸蚀(sand-blasted,large grit,acid-etched,SLA)法在商业纯钛表面制作微米级粗糙的形貌;②SLA+80组,通过SLA法以及阳极氧化法在商业纯钛表面制作微纳混合的形貌;③DOPA组,在经SLA法及阳极氧化法电化学修饰后的钛片表面通过多巴胺(dopamine,DOPA)修饰;④RGD组,使用分子自组装技术在经过电化学修饰和多巴胺修饰后的钛片表面接枝RGD多肽的生物活性涂层.借助场发射扫描电镜(field emission scanning electron microscope,FE -SEM)以及X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)对各组的表面形貌以及表面元素进行观察分析;将MG63成骨细胞接种到各组钛片表面,对各组表面的生物活性进行检测评价:荧光显微镜下观察细胞早期黏附能力、MTS法检测细胞增殖能力、qRT-PCR法检测细胞成骨相关基因碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN) mRNA表达水平.结果 FE-SEM及XPS观察显示在钛片表面经过SLA法成功制得微粗糙的表面形貌,通过阳极氧化法可在SLA的表面附加大直径纳米管,通过引入DOPA修饰成功将RGD肽段接枝到纳米管表面.体外细胞实验显示,RGD组与另外3组相比,更利于细胞黏附、增殖(P＜0.05),RGD组ALP、OCN mRNA表达水平显著强于SLA组、DOPA组(P＜0.05).结论 通过RGD肽段修饰的表面为大直径TiO2纳米管的微纳混合的形貌,其生物学性能有了显著提升,可用于种植体表面的改良,提高早期骨结合效果.

目的 利用表面分子印迹技术制备硅胶表面高良姜素分子印迹聚合物(MIP).方法 采用(3-氨丙基)三甲氧基硅烷对硅胶进行改性,并以改性硅胶为载体,高良姜素为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,Ⅳ,Ⅳ'-亚甲基二丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在优化实验条件下利用表面接枝聚合法合成高良姜素表面分子印迹聚合物(MIP).采用红外光谱、扫描电镜对聚合物进行表征,静态吸附及竞争性吸附研究聚合物的吸附性能.结果 最佳制备条件为高良姜素与MAA的物质的量比为1∶4,MAA与MBA的物质的量比为1∶7,反应温度40℃,反应时间12h.红外光谱和扫描电镜结果显示,印迹聚合物成功接枝到硅胶表面上并出现了对高良姜素分子产生选择性识别的孔穴和位点.吸附实验表明,该MIP对高良姜素分子具有特异的识别性和较好的亲和性,相对于对照物灯盏花素和木犀草素,MIP对高良姜素的选择性系数分别为11.2和5.3.结论 MIP对高良姜素识别性好、选择性强,为中药中黄酮类化合物的分离、提取提供了一种新方法.

口腔种植体相关感染已成为影响种植体成功率的重要因素.近年来,研究开发具有抗菌性能的种植体表面涂层材料,尤其是载药涂层材料,已成为新的研究热点.共价接枝是将抗菌药物通过共价键固定于种植体表面的新型载药方法.与其他载药方法相比,其具有优化药物释放模式、改变药物的抗菌机制、提高药物稳定性等优点.本文就共价接枝构建钛种植体载药抗菌涂层的构建方式、应用优劣势及发展前景进行综述.