兩親嵌段共聚物表面的構(gòu)建及其與蛋白質(zhì)、細(xì)胞的相互作用.pdf

1、蛋白質(zhì)在材料表面的吸附是自然界中一個(gè)普遍而又復(fù)雜的現(xiàn)象。材料表面所吸附蛋白質(zhì)的種類和數(shù)量直接影響到植入材料的生物相容性以及微生物在材料表面的繁殖，因此，構(gòu)建低蛋白質(zhì)吸附的材料表面，使其阻抗微生物、細(xì)菌等生物體的黏附從而降低生物膜形成造成的污染一直是生物醫(yī)用以及船舶制造等研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。兩親性聚合物界面材料在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)賦予其特殊的性質(zhì)，使其成為近年來各國科研工作者的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 本論文將親水性聚合物高度結(jié)合水分

2、子形成水化層而阻抗蛋白吸附的優(yōu)點(diǎn)與含氟疏水性聚合物低表面能從而降低生物體與基材表面之間的黏附力、使其容易從基材表面脫附的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，通過表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法(SI-ATRP)，在硅平面接枝了親水性的聚甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(POEGMA)、低表面能聚合物聚甲基丙烯酸三氟乙酯(PTFEMA)和二者的嵌段共聚物刷POEGMA-b-PTFEMA。通過橢圓偏振儀、X射線光電子能譜(XPS)對改性表面性質(zhì)進(jìn)行表征。由于嵌段組分化學(xué)性質(zhì)

3、的不同，嵌段共聚物改性表面具有了一定的溶劑響應(yīng)性，可以由水接觸角測試和原子力顯微鏡(AFM)結(jié)果得到驗(yàn)證，表面分別經(jīng)過水和THF處理后，水接觸角從65°到80°可逆變化，并且在水相中有明顯的相分離發(fā)生。并選取了人血清白蛋白(HSA)和溶菌酶(Lys)作為模型蛋白，采用同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)法考查了蛋白質(zhì)的吸附情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與未改性的硅表面相比，經(jīng)過兩親性共聚物改性后的硅表面對兩種蛋白的吸附量下降了約80％，顯示出良好的阻抗蛋白質(zhì)非特異性吸附

4、的能力。細(xì)胞黏附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與未改性的硅表面相比，Si-POEGMA-b-PTFEMA表面和Si-POEGMA表面的細(xì)胞黏附量相對較少，而Si-PTFEMA表面細(xì)胞黏附量增多。
　　 同時(shí)，通過化學(xué)腐蝕法制備了具有納米粗糙結(jié)構(gòu)的基材--硅納米線陣列(Silicon nanowire arrays，SiN)，并考察了粗糙度對改性表面性質(zhì)的影響。靜態(tài)水接觸角結(jié)果顯示，由于納米結(jié)構(gòu)的引入，SiN和SiN-POEGMA成為超親水表面，

5、SiN-POEGMA-b-PTFEMA和SiN-PTFEMA表面接觸角均超過150°，屬于超疏水表面。納米級粗糙結(jié)構(gòu)的引入造成了這種親疏水性的放大效應(yīng)。兩親嵌段共聚物表面的溶劑響應(yīng)性也表現(xiàn)得更為明顯，靜態(tài)水接觸角從135°到155°可逆變化。蛋白吸附結(jié)果顯示，SiN-POEGMA和ISiN-POEGMA-b-PTFEMA表面的蛋白吸附量比未改性硅納米線表面下降了有～99％，表現(xiàn)出很好的排斥非特異性蛋白吸附的能力。細(xì)胞黏附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與