新型磷脂聚合物的制備及其應(yīng)用于鈦基材料表面改性的研究.pdf

1、從70年代末起，鈦基材料就廣泛運(yùn)用在生物醫(yī)療器械中。但是，鈦基材料表面會引起不良的生物反應(yīng)，在植入鈦基材料的醫(yī)療器械后，病人不得不終生服用抗凝藥物來降低血栓栓塞并發(fā)癥的危險(xiǎn)。因此，必須對鈦基材料表面進(jìn)行改性以改善其血液相容性和生物相容性。
　　仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的2-甲基丙烯酰氧乙基-2’-三甲氨乙基磷酸酯·內(nèi)鹽(MPC)磷脂聚合物是一種很有前景的材料，有很好的生物相容性和血液相容性。目前有較多將MPC固定在生物材料表面的報(bào)導(dǎo)，但是這些

2、固定方法存在著一定缺限。例如，層層自組裝(LBL)方法需要很多步驟才能實(shí)現(xiàn)，自組裝膜技術(shù)(SAMs)需要與材料表面發(fā)生特定的反應(yīng)，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)(ATRP)的反應(yīng)條件不穩(wěn)定等等。因此，研究一種更為簡單、便捷以及通用的技術(shù)將MPC固定在材料表面，從而改善材料表面的生物相容性，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　海洋中的貽貝能在水環(huán)境中自然粘附到多種材料表面。研究者普遍認(rèn)為是多巴胺中的兒茶酚基團(tuán)(Catechol)起著粘附作用

3、，使得貽貝在水中能快速并且永久的粘附在各種無機(jī)和有機(jī)材料的表面。
　　本論文設(shè)計(jì)合成了新型仿生的磷脂聚合物(PMDP)，該聚合物的分子結(jié)構(gòu)中含MPC基團(tuán)和兒茶酚基團(tuán)。MPC為仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)成分，能改善血液相容性；兒茶酚基團(tuán)能使聚合物粘附在材料表面。這樣，利用PMDP制備的涂層可用于不同基底材料——金屬、無機(jī)材料和聚合物的表面改性，粘附力強(qiáng)，并且血液相容性優(yōu)異。
　　本論文合成了兩種MPC單元含量不同的PMDP，紅外光譜和紫外光

4、譜分析表明產(chǎn)物為PMDP3(含30 unit mol％MPC)和PMDP5(含50 unit mol％MPC)，并分別對應(yīng)的兒茶酚基團(tuán)含量為4 unit mol％和2 unit mol％。
　　在此基礎(chǔ)上，通過純鈦樣品在PMDP溶液中的浸涂，制備了PMDP涂層。研究表明，純鈦樣品在該聚合物溶液中浸涂十秒鐘就可獲得厚度為20nm的PMDP涂層，原子力顯微鏡和掃描電鏡觀察表明涂層均勻、平滑。采用紅外光譜和X射線光電子能譜等對比測試分析

5、了PMDP涂層在PBS緩沖液中浸泡一個月前后的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成，證明在PBS中浸泡一個月，涂層組成沒有發(fā)生變化，這表明涂層與鈦基底結(jié)合力好，薄膜穩(wěn)定性高。
　　對比PMDP3和PMDP5在鈦表面的粘附性，發(fā)現(xiàn)含兒茶酚基團(tuán)較少的PMDP5涂層經(jīng)兩天浸泡后脫落，說明其在鈦表面粘附不牢；而經(jīng)過兩天浸泡，含兒茶酚基團(tuán)較多的PMDP3在鈦表面粘附牢固。PMDP3被氧化后，兒茶酚基團(tuán)的含量減少，因?yàn)橐徊糠謨翰璺踊鶊F(tuán)被氧化為苯醌基團(tuán)。用被氧化的P

6、MDP3涂層鈦，發(fā)現(xiàn)其對鈦基底的粘附力降低。這說明由于兒茶酚基團(tuán)含量減少，聚合物的粘附能力降低。即兒茶酚基團(tuán)對聚合物的粘附起了重要作用。
　　通過BCA蛋白濃度檢測和石英晶體微天平檢測蛋白質(zhì)吸附發(fā)現(xiàn)，Ti的表面有牛血清白蛋白(BSA)的吸附，但沒有檢測到PMDP涂層后的Ti表面有BSA的吸附；初步的血液實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)PMDP涂層可極大降低血小板的粘附數(shù)量并抑制其激活，說明PMDP保持了MPC優(yōu)良的生物相容性。
　　本研究合成的新