聚氨酯表面层层自组装Ⅰ型胶原和硫酸软骨素

以可降解聚氨酯(PU)为基体,通过丙二胺的胺解作用,在PU材料的表面接上氨基基团,然后利用层层自组装技术在其表面交替地组装上Ⅰ型胶原和硫酸软骨素。经石英微晶天平、罗丹明异硫氰酸酯标记胶原荧光光谱法和X射线光电子能谱分析测试,结果表明Ⅰ型胶原和硫酸软骨素交替地吸附在PU材料表面;原子力显微镜观察结果显示,在PU材料表面组装上Ⅰ型胶原和硫酸软骨素后,材料的表面变得更平整,形成了比较均一的纳米级形貌结构。     

肝素和Ⅳ胶原在Ti表面组装及不同组装层数对内皮祖细胞的影响

利用层层自组装技术将带有相反电荷的肝素和Ⅳ型胶原交替组装到材料表面,研究了组装前后及不同组装层数对内皮祖细胞的影响。Ti通过碱活化处理后,表面带上羟基,与多聚赖氨酸中的羧基结合,使材料形成带正电荷的氨基表面,接着将带有异种电荷的肝素和Ⅳ型胶原交替滴加到材料表面形成多层自组装层。通过傅立叶红外掠射检测各步处理后材料表面基团的变化,通过甲苯胺蓝定量表征材料表面肝素组装量,通过原子力显微镜观察组装前后材料表面形貌变化,通过水接触角的测定跟踪组装过程中材料表面亲疏水性能变化。结果显示肝素和Ⅳ型胶原成功地组装到材料表面,修饰后的表面较Ti表面内皮祖细胞的粘附数量多,随着组装层数的增加,细胞在材料表面粘附数量也逐渐增加,且其生长与增殖逐步加快。     

多巴胺表面修饰胶原膜促进细胞粘附和增殖的研究

多巴胺已经被广泛地用于材料的表面修饰改性,能够提高材料的生物相容性,赋予材料新的反应活性.为了考察多巴胺表面修饰胶原膜对其机械强度、湿热稳定性、亲水性和生物相容性的影响,对多巴胺自组装表面修饰胶原膜不同时间形成的膜材料进行研究,结果发现,经过多巴胺自组装表面修饰后,胶原保持完整的三股螺旋结构,膜材料的机械强度、湿热稳定性和亲水性均得到提高,而且成纤维细胞更易于在膜上粘附和增殖.     

多巴胺表面修饰胶原膜促进细胞粘附和增殖的研究

多巴胺已经被广泛地用于材料的表面修饰改性,能够提高材料的生物相容性,赋予材料新的反应活性。为了考察多巴胺表面修饰胶原膜对其机械强度、湿热稳定性、亲水性和生物相容性的影响,对多巴胺自组装表面修饰胶原膜不同时间形成的膜材料进行研究,结果发现,经过多巴胺自组装表面修饰后,胶原保持完整的三股螺旋结构,膜材料的机械强度、湿热稳定性和亲水性均得到提高,而且成纤维细胞更易于在膜上粘附和增殖。     

Ⅰ胶原/岩藻聚糖硫酸酯复合支架的制备及性能

以I型胶原、岩藻聚糖硫酸酯为主要原料,采用0.04~0.06M醋酸溶解的Ⅰ胶原、岩藻聚糖硫酸酯的水溶液通过共混的方法制备I型胶原、岩藻聚糖硫酸酯混合溶液,经过冷冻干燥制备复合支架材料。用SEM对复合支架进行性能表征,测定了复合支架的结构、吸水率、体外降解性能,还做了复合支架材料的细胞相容性实验,主要是细胞毒性检测,以及与成纤维细胞复合共培养,检测细胞在材料上的生长情况。结果表明:岩藻聚糖硫酸酯-胶原共混支架材料具有一定孔径的网状结构,有良好的生物相容性,细胞能粘附在材料上生长。它作为一种潜在的生物材料可望在生物医学领域得到应用。     

利用胶原-肝素自组装多层膜改善纯钛表面血液相容性的研究

为了改善钛表面的血液相容?用层层自组装技术将抗凝药物肝素和细胞外基质成分之一的胶原层层交替吸附到钛表面,形成多层薄膜,使具有良好的抗凝血功能.钛通过氢氧化钠处理表面带负电,在聚赖氨酸溶液中会吸附一层带正电的聚赖氨酸,然后将其交替浸泡于带负电的肝素和带正电的胶原中形成自组装薄膜.通过傅立叶红外漫反射(FTIR)检测材料表面基团的变化,通过测水接触角的方法跟踪组装过程,通过扫描电子显微镜(SEM)观察材料表面形貌的变化.血小板黏附实验显示钛改性后表面血小板黏附量明显减少,且反映血小板激活程度的P-selectin的表达量结果也显示,钛改性后表面血小板激活程度显著降低,活化部分凝血活酶时间(APTT)和外源性凝血系统的凝血酶原时间(PT)的实验显示钛改性后表面凝血时间延长,血液相容性得到改善.研究说明这种方法对于心血管材料钛的改性有重要价值.     

一种新型凝血材料的制备及凝血性能的表征

将制备的新型凝血材料——透明质酸-Ⅰ型胶原-壳聚糖(HA-COL-CS,简称HCC)复合膜与血小板作用,发现能加强血小板的粘附与聚集,血小板形态发生很大变化,并首次在血小板表面发现颗粒状物质的释放。对比分析不同材料在相同制备条件下引起血小板聚集行为及其表面超微结构的变化,表明由静电自组装法制备的HCC复合膜的凝血效果更佳。     

钛表面层层组装胶原与肝素改善血液相容性的研究

为了改进钛表面的血液相容性，本实验通过电荷作用层层组装带正电的细胞外基质胶原和带负电的肝素，在钛表面形成多层仿生膜，以改善钛表面的血液相容性。钛通过氢氧化钠处理，表面形成多孔结构，并产生碱性羟基，之后将其浸泡于多聚赖氨酸溶液中，然后将材料交替浸泡于肝素和胶原中，最后一层为肝素，通过电荷吸引形成多层膜．通过傅立叶红外漫反射（FTTR）检测各步反应后表面基团的变化，通过扫描电子显微镜（SEM）观察表面形貌的变化，初步说明肝素已经结合在材料表面；血小板黏附实验直观反应组装膜有良好的血液相容性。通过本实验说明这种改性方法对于材料血液相容性的改善有一定价值。     

医用钛表面生物分子自组装薄膜的制备

采用分子自组装(SAM)方法在医用钛表面制备了硫酸软骨素薄膜.通过激光共聚焦显微镜,傅立叶红外光谱,X射线光电子能谱以及接触角测定仪等分析测试手段,比较研究了表面预处理方法的活化作用以及成膜反应时间对自组装薄膜的影响规律.实验结果表明,用等体积比的浓硫酸和双氧水混合溶液在75C对钛表面处理1h后的钛片能获得最高的表面自由能,而自组装膜的反应在12h内即可完成.     

聚氨酯/纳米羟基磷灰石/聚酰胺66股骨髁修复犬骨软骨缺损的实验研究

制备了PU/n-HA/PA66股骨髁,用扫描电镜观察材料表面情况并测定其孔隙率;将PU/n-HA/PA66股骨髁与自体髁植入犬股骨远端,以替代、修复骨软骨缺损,进行大体观察、组织学、免疫组化、CT、血常规和生化检测以及肝、肾、脾组织学检测。结果表明材料孔隙率为80.89%±5.01%,孔径主要分布在300～800μm之间。术后实验动物活动正常,切口愈合良好,两组髁假体均与自体骨结合紧密,PU/n-HA/PA66股骨髁网孔中的骨小梁逐渐增多成熟,材料孔穴中的新生骨Ⅰ型胶原阳性表达。术后动物碱性磷酸酶水平升高[(62.67±24.04)U/L],肝、脾、肾HE染色未见异常。PU/n-HA/PA66股骨髁具有良好的骨修复、软骨替代能力和生物相容性,具有应用前景。     

壳聚糖-硫酸软骨素共混膜性质的研究

以溶液共沸法制成不同共混比例的壳聚糖－硫酸软骨素共混膜,通过观察共混膜的表面形态结构、结晶度、红外吸收及透光率,发现壳聚糖和硫酸软骨素两种分子具有较好的相容性,分子间具有较强的相互作用,所形成的共混膜表面结构均匀单一。通过研究共混膜的各种性质发现硫酸软骨素的混入可以改善膜的力学特性,提高膜的透光性及渗透性,降低膜的吸水性及对蛋白的吸附性。以共混膜为载体培养兔角膜内皮细胞,发现硫酸软骨素的引入可明显提高膜和细胞的相容性,兔角膜内皮细胞可在膜上长期生长,结果提示此共混膜可作为细胞培养的良好载体,用于器官损伤修复及细胞移植。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料的制备及其性能研究

采用共沉淀方法制备了纳米羟基磷灰石/壳聚糖-硫酸软骨素复合材料, 用XRD、 SEM、 EDS、 TGA及万能材料实验机等对材料性能进行了分析表征, 并观察了材料在模拟体液中培养后表面结构、 形态以及体系pH值的变化。结果表明: 纳米羟基磷灰石／壳聚糖-硫酸软骨素复合材料具有良好的力学性能, 对机体微环境影响微小、 表面矿化效果好,有良好的生物活性和生物相容性。当羟基磷灰石含量为50%时, 抗压强度为42.3MPa, 该复合材料可满足骨组织修复与替代的要求, 有望成为治疗骨缺损的承力替代物。      

壳聚糖-硫酸软骨素共混膜与兔角膜基质细胞相容性的研究

为了探讨硫酸软骨素对壳聚糖膜与兔角膜基质细胞相容性的影响,在制备了不同壳聚糖-硫酸软骨素共混膜的基础上,以壳聚糖-硫酸软骨素共混膜作为载体培养兔角膜基质细胞,研究兔角膜基质细胞在共混膜上贴附、生长和代谢的情况,并观察了细胞的形态结构.结果发现,硫酸软骨素的混入可以有效地提高兔角膜基质细胞在膜上的贴附和生长速度,促进蛋白质的代谢,降低共混膜对细胞的损伤,有利于细胞在膜上长成密集单层,预示了以一定比例混入硫酸软骨素可以显著提高壳聚糖膜与兔角膜基质细胞的相容性,壳聚糖-硫酸软骨素共混膜具有作为兔角膜基质细胞培养和移植载体的潜能.     

鱼胶原基缓释材料的制备及其对罗丹明B的负载/缓释性能分析

以天然鱼源胶原为基质材料,以罗丹明B为模拟负载目标药物,采用不同方法制备负载罗丹明B的胶原缓释材料,以负载率和材料缓释性能作为评价指标,优化了胶原基生物缓释材料的制备工艺条件,探讨了胶原负载罗丹明B的缓释机制。实验结果表明,在直接共混、共混/组装、共混/组装/离心及共混/组装/离心/交联几种方法中,前2种方法制备材料对罗丹明B的负载率较高,但负载材料的缓释效果较差;而后2种方法罗丹明B负载率虽然较低,但展现出较好的缓释能力,其中共混/组装/离心方法的缓释效果最佳。在此基础上,进一步探讨了材料干燥方法和胶原浓度对材料缓释效果的影响。结果表明,在-22,-64,-196℃预冻后冷冻干燥及30℃烘箱干燥几种方法中,-64℃预冻后冷冻干燥形成的材料缓释效果最佳;提高胶原浓度后,材料的负载和缓释能力均有显著提升。针对胶原基负载罗丹明B材料的缓释动力学研究表明,该材料对罗丹明B的释放机理是基于菲克定律的Higuchi动力学模型的扩散过程;红外光谱分析进一步表明胶原对罗丹明B的吸附同时包含物理吸附和化学吸附两种形式;材料的电镜观察结果证实,该材料中罗丹明B大部分镶嵌或包裹在胶原纤维中,只有少部分被吸附在纤维表面。     

纳米β-磷酸三钙-胶原/硫酸软骨素支架复合材料的制备与表征

根据仿生学原理,以纳米β-磷酸三钙颗粒(nanoβ-TCP)、胶原(Col)与硫酸软骨素(CS)为原材料通过热脱氢交联(DHT)-碳化二亚胺(EDC)复合改性制备了纳米β-磷酸三钙-胶原/硫酸软骨素(nanoβ-TCP-Col/CS)支架复合材料,利用XRD和AFM分析nanoβ-TCP-Col/CS支架复合材料的微观结构,并进一步采用SEM、XPS、TG和在模拟体液(SBF)中的矿化与降解实验等分析手段对nanoβ-TCP-Col/CS支架复合材料的结构与性能进行表征。结果表明:所用β-TCP晶体的平均尺寸为41.3nm,属纳米级;nanoβ-TCP-Col/CS支架复合材料中nanoβ-TCP与Col、CS之间具有较强的相互作用;nanoβ-TCP-Col/CS复合材料具有较高的稳定性、一定的矿化生物活性以及适宜的生物降解性,是一种潜在的口腔修复材料。     

胶原作为组织工程软骨支架材料的研究

本文报导了用胶原作为软骨组织的载体材料在组织工程化软骨中的研究情况.本研究采用冷冻干燥方法制备出了Ⅰ-型胶原(sigma)、Ⅱ-型胶原(sigma)和混合型胶原(本室提取)的胶原海绵,并将其用作软骨组织工程的载体支架,比较研究了这三种胶原材料支架在软骨组织工程应用中的效果,筛选出了较理想的软骨组织工程载体材料.     

APTE修饰钛氧膜并固定Ⅰ型胶原对内皮细胞生长的影响

在用磁控溅射合成具有一定特性的TiO2薄膜的基础上，使用一定浓度的NaOH溶液对其表面进行活化，并通过氨丙基三乙氧基硅烷（APTE）偶联固定I型胶原，通过傅立叶红外光谱（PTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等检测手段进行材料处理前后表面性质表征．通过人脐静脉内皮细胞种植试验评价内皮细胞在样品表面的粘附和生长行为．研究结果表明：一定特性的TiO2薄膜经NaOH活化后，表面可产生活性的羟基基团；借助羟基，活化后的TiO2薄膜表面可以与硅烷偶联剂实现偶联固定，产生可以利用的活性氨基基团；进一步地，借助偶联剂的氨基基团，Ⅰ型胶原可以连接到TiO2薄膜表面形成涂层．体外内皮细胞培养实验表明，在处理后的TiO2薄膜表面，内皮细胞的粘附性和生长行为获得改善．因此，通过表面活化后涂覆APTE并固定Ⅰ型胶原修饰医用微弹簧圈，使其在体内更容易实现动脉瘤颈部的内皮化，以使动脉瘤与血液循环完全隔绝．     

APTE修饰钛氧膜并固定Ⅰ型胶原对其凝血性能的影响

在用磁控溅射合成具有一定特性的TiO2薄膜的基础上,研究了一种表面生物化学方法对其生物学性质的改善.先利用NaOH溶液活化TiO2薄膜表面,,使其产生羟基基团,再通过氨丙基三乙氧基硅烷(APTE)偶联固定I型胶原.采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对每步处理后的材料表面进行分析和测试.通过血小板粘附试验评价薄膜材料的血栓形成能力.研究结果显示:通过表面活化后涂覆APTE并固定Ⅰ型胶原修饰后的TiO2薄膜表面,其血栓形成能力得到明显提高.     

自组装制备铁质文物保护用纳米缓蚀颗粒

长效缓蚀材料对于铁质文物的长期保护有着至关重要的作用.通过层层自组装的方法,在带负电荷的SiO2胶粒表面交替组装上了带正电荷的聚乙烯亚胺(PEI)层,带负电荷的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)层,以及带正电荷的缓蚀活性成分苯并三氮唑(BTA)层.利用透射电子显微镜、zeta电位仪、X射线光电子能谱仪(XPS)等对纳米缓蚀颗粒进行了表征.结果表明,随着组装过程的进行,胶体粒子尺寸依次增大,颗粒表面zeta电位出现负正交替变化,表面元素化学环境也随之改变,氮原子的结合能随静电作用的增强向高位移动.缓蚀剂的负载量可通过多层组装方式提高,BTA单层负载量可达到35.4mg/g SiO2.     

亲水性聚氨酯复合材料的体外降解性和细胞相容性

采用摇床法和体外细胞培养法对亲水性羟基磷灰石/聚氨酯(HA/PU)纳米复合材料的体外降解性和体外细胞相容性进行了评估。结果表明:HA/PU纳米复合材料在磷酸缓冲溶液中浸泡不同时间后,材料发生了不同程度的降解。纳米HA含量对复合材料的降解性有一定影响,纳米HA含量较高的复合材料表现出较缓的降解速率。体外细胞相容性实验表明,MG63细胞在纯PU上成球型,抱团生长;而MG63细胞在HA/PU复合材料上生长良好,牢固地黏附在表面,并借助伪足在材料表面充分伸展,这说明HA/PU复合材料为细胞的黏附、增殖以及生存活力的维持提供了有利的环境。这些结果表明该HA/PU纳米复合材料有望用于骨组织工程修复。