聚吡咯-羥基磷灰石圖案化復合材料的制備及性能研究.pdf

1、導電高分子聚吡咯(Ppy)在生物醫(yī)學領域的應用是近期的一個研究熱點。其中,將Ppy作為一種具有電刺激響應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。研究結果表明,Ppy在電刺激下具有良好的促進成骨細胞粘附、鋪展及增殖的能力,并能進一步增強成骨細胞的成骨分化功能,顯示出了對成骨細胞優(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,本論文擬構建一種Ppy/羥基磷灰石(HA)復合材料,目的是將HA極佳的生物活性和Ppy在電刺激下優(yōu)異地促成骨細胞生長能力有機的結合起來,既保留Ppy本身的優(yōu)點,又將HA的高生物活性融入所獲得的復合材料中,從而使Ppy在生物醫(yī)學領域、特別是骨移植材料相關領域的進一步應用成為可能。但是,隨著科學技術的不斷進步和對高性能復合材料需求的不斷增加,將HA與Ppy進行簡單的復合已經(jīng)遠遠不能滿足人們的要求。因此,如何采用一種更加合理有效的方法實現(xiàn)

3、Ppy與HA在更高層次上的復合,就成為本論文的主要目的。
　　 近年來的相關研究證實,材料表面的拓撲結構對細胞的多種行為及生理功能均有著顯著的影響。因此,有意識的對材料表面進行適當?shù)脑O計加工,可對細胞的生長、發(fā)育、增殖、分化以及遷移等一系列事件加以定位和控制。而與細胞尺寸相匹配的微機電加工技術的迅猛發(fā)展,也使得對材料表面進行精確加工并構建圖案化表面成為可能。為此,本論文擬采用微機電加工技術構建Ppy/HA復合圖案,將電刺激與材料

4、表面的拓撲結構相結合,系統(tǒng)考察圖案化后的復合材料與成骨細胞之間的相互作用及作用機制,并進一步圍繞其生物活性展開研究。
　　 本論文主要研究內(nèi)容如下:(1)基于微加工技術,制備圖案化Ppy并對圖案化Ppy的各項物理化學性能進行表征測試:(2)在圖案化Ppy基礎上進一步引入HA,制備圖案化Ppy/HA復合材料并對其各項物理化學性能進行表征測試,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復合材料的

5、電刺激響應性及對成骨細胞在表面粘附、增殖和生物合成等生物學特征的影響情況。
　　 主要研究結果如下:(1)圖案化Ppy具有優(yōu)良的氧化還原活性、電導率、以及穩(wěn)定性。通過調(diào)節(jié)各種制備條件,如聚合電流密度、聚合時間、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)上羧基的誘導作用,HA可以特異性沉積到?jīng)]有生長Ppy的位置,從而得到圖案化Ppy/HA復合材料。與非圖案化Ppy相比,該復合材料在人