生物医用材料表面高分子基涂层的功能化构筑

生物医用材料是为生物和医用相关领域使用而设计并制备的功能材料。随着社会的快速发展,人们对生活水平的要求相应提高,并伴随着医疗水平的不断提高和材料科学领域的高速发展,生物医用材料在人类社会生活中的应用越来越广泛。例如,在过去的几十年里,人工髋关节和膝关节植入物的数量显著增加;血管支架、心脏瓣膜、血管移植物和其他植入装置被广泛用于挽救生命和提高患者的生活质量;各种非植入的、短期使用的导管和固定螺钉等生物医用装置也在临床中广泛使用。生物医用材料作为一种人类生命和健康密切相关的功能材料,应当满足良好的生物相容性和具有一定的生物功能性,例如不会引起生理系统的严重排斥等。当生物材料与生命体例如细胞、组织、微生物等相接触时,材料的表面首当其冲,因此其在生物材料的综合性能中扮演着极为关键的角色。通过对材料表面做一定的处理或特定修饰,改变材料表面物理、化学或生物性能,就有可能在材料表面引发特殊的生物反应,促进或影响材料与生物体之间的作用,从而有可能获得促进细胞活性、组织修复或再生的功能。因此,生物材料的表面功能化研究已成为生物医用材料研究和发展的一个热点和重要领域。近年来,抗菌功能、药物负载以及细胞行为调控等功能是生物材料表面功能化构筑的重要研究方向,在材料表面构筑各种功能涂层是重要的策略之一。在抗菌涂层方面,经典的研究集中在抗黏附、接触杀菌以及释放杀菌分子的设计上,但新型的抗菌策略也不断发展,例如光热杀菌以及动态响应抑菌等。在药物负载传递方面,层层组装技术是一种被用来制备各种药物涂层的重要技术手段,组装单元的多样性为层层组装构建药物控释涂层的多样化提供了良好的基础。在细胞行为调控方面,基于层层组装的材料表面理化性能调控以及生物活性分子的固定,能够对包括黏附、铺展、迁移、增殖分化等细胞行为产生关键性的影响。本文归纳了当前生物医用材料表面功能化构筑的研究进展,分别从抗菌表面、药物负载传递、细胞行为调控等三个方面进行介绍,分析了在具体的功能化应用中生物医用材料表面面临的问题以及目前的功能化修饰方法,并展望了其应用前景,以期为制备具有更优化、更高效实际应用的生物医用材料表面提供参考。     

胆固醇改性聚硅氧烷的合成和血液相容性

合成了胆固醇基团直接键合和通过长链烷基柔性链键合的胆固醇-聚硅氧烷接枝共聚物,研究了胆固醇改性聚硅氧烷的血液相容性.结果表明,未经长链烷基键合的共聚物不能形成液晶相,而经长链烷基键合的共聚物可以形成热致液晶.侧链液晶聚硅氧烷的液晶结构和材料的血液相容性具有独特的依赖性,热处理后形成的液晶相有助于提高材料的血液相容性.     

聚己内酯的表面光化学接枝改性以及细胞相容性

采用紫外光氧化接枝的方法将亲水性的聚甲基丙烯酸（PMAA）接枝到聚己内酯（PCL）表面，用水溶性碳化二亚胺－1－二甲基胺丙基－3－乙基碳化二亚胺作为缩合剂在接枝膜表面固定了明胶，并用衰减全反射红外光谱（ATR－FTIR）和光电子能谱（XPS）对其表面进行了表征。测量了水相动态接触角，研究了细胞相容性。结果表明，经过改性后的PCL膜表面的亲水性显著提高，内皮细胞在改怀PCL表面上培养96h后的细胞增殖率和活性均有明显提高。     

医用不锈钢的细胞膜仿生表面修饰

利用2-（甲基丙烯酰氧基）乙基-2-（三甲基氨基）乙基磷酸酯（MPC）与316L不锈钢表面上γ-氨基丙基三乙氧基硅烷（KH550）的Michael加成反应,将MPC化学接枝到不锈钢的表面．修饰表面的XPS结果证实了MPC的成功接枝,表明在不锈钢表面构建了仿细胞膜表面．体外血小板粘附实验显示,修饰表面具有明显阻抗血小板的粘附、聚集和激活性能,并具有良好的血液相容性．     

Fe3O4纳米粒子的磷酸胆碱仿细胞膜修饰

用水相共沉淀法制备了超顺磁的Fe3O4纳米粒子,并通过Michael加成将2-(甲基丙烯酰氧基)乙基-2-(三甲基氨基)乙基磷酸酯(MPC)共价键合到氨基化的Fe3O4纳米粒子表面.与未修饰MPC的Fe3O4纳米粒子相比,修饰了MPC的纳米粒子能大大减少蛋白质的非特异性吸附,延长了复钙化凝血时间,并具有良好的生物相容性.