聚吡咯-羥基磷灰石圖案化復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子聚吡咯(Ppy)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用是近期的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中,將Ppy作為一種具有電刺激響應(yīng)性能的骨移植材料表面活性涂層引起了研究者們的極大興趣。研究結(jié)果表明,Ppy在電刺激下具有良好的促進(jìn)成骨細(xì)胞粘附、鋪展及增殖的能力,并能進(jìn)一步增強(qiáng)成骨細(xì)胞的成骨分化功能,顯示出了對(duì)成骨細(xì)胞優(yōu)良的調(diào)控能力,從而有望成為一種較為理想的、具有刺激響應(yīng)性能的生物材料表面活性涂層。但遺憾的是,Ppy本身不具備生物活性。
　　 在這種背景之

2、下,本論文擬構(gòu)建一種Ppy/羥基磷灰石(HA)復(fù)合材料,目的是將HA極佳的生物活性和Ppy在電刺激下優(yōu)異地促成骨細(xì)胞生長(zhǎng)能力有機(jī)的結(jié)合起來(lái),既保留Ppy本身的優(yōu)點(diǎn),又將HA的高生物活性融入所獲得的復(fù)合材料中,從而使Ppy在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、特別是骨移植材料相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)一步應(yīng)用成為可能。但是,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和對(duì)高性能復(fù)合材料需求的不斷增加,將HA與Ppy進(jìn)行簡(jiǎn)單的復(fù)合已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足人們的要求。因此,如何采用一種更加合理有效的方法實(shí)現(xiàn)

3、Ppy與HA在更高層次上的復(fù)合,就成為本論文的主要目的。
　　 近年來(lái)的相關(guān)研究證實(shí),材料表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞的多種行為及生理功能均有著顯著的影響。因此,有意識(shí)的對(duì)材料表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)加工,可對(duì)細(xì)胞的生長(zhǎng)、發(fā)育、增殖、分化以及遷移等一系列事件加以定位和控制。而與細(xì)胞尺寸相匹配的微機(jī)電加工技術(shù)的迅猛發(fā)展,也使得對(duì)材料表面進(jìn)行精確加工并構(gòu)建圖案化表面成為可能。為此,本論文擬采用微機(jī)電加工技術(shù)構(gòu)建Ppy/HA復(fù)合圖案,將電刺激與材料

4、表面的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相結(jié)合,系統(tǒng)考察圖案化后的復(fù)合材料與成骨細(xì)胞之間的相互作用及作用機(jī)制,并進(jìn)一步圍繞其生物活性展開(kāi)研究。
　　 本論文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)基于微加工技術(shù),制備圖案化Ppy并對(duì)圖案化Ppy的各項(xiàng)物理化學(xué)性能進(jìn)行表征測(cè)試:(2)在圖案化Ppy基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入HA,制備圖案化Ppy/HA復(fù)合材料并對(duì)其各項(xiàng)物理化學(xué)性能進(jìn)行表征測(cè)試,考察了HA修飾的圖案化Ppy是否具有更高的生物活性;(3)考察圖案化Ppy/HA復(fù)合材料的

5、電刺激響應(yīng)性及對(duì)成骨細(xì)胞在表面粘附、增殖和生物合成等生物學(xué)特征的影響情況。
　　 主要研究結(jié)果如下:(1)圖案化Ppy具有優(yōu)良的氧化還原活性、電導(dǎo)率、以及穩(wěn)定性。通過(guò)調(diào)節(jié)各種制備條件,如聚合電流密度、聚合時(shí)間、聚合基質(zhì)的pH值等,可得到綜合性能最佳的圖案化Ppy;(2)利用自組裝單分子層(SAMs)上羧基的誘導(dǎo)作用,HA可以特異性沉積到?jīng)]有生長(zhǎng)Ppy的位置,從而得到圖案化Ppy/HA復(fù)合材料。與非圖案化Ppy相比,該復(fù)合材料在人