納米羥基磷灰石的表面修飾及其細(xì)胞相容性的研究.pdf

1、納米羥基磷灰石具有良好的生物活性和生物相容性,被認(rèn)為是硬組織修復(fù)替代最理想的材料之一,但其可控合成工藝尚需改進(jìn),其力學(xué)性能還有不足,其生物學(xué)功能還需明確。本課題通過化學(xué)共沉淀法,在表面活性劑CTAB的作用下,制備具有一定尺寸的納米羥基磷灰石(nHA),并用聚陽離子電解質(zhì)聚乙烯亞胺(PEI)和聚陰離子電解質(zhì)聚丙烯酸鈉(PAA)對(duì)其進(jìn)行表面修飾,使顆粒表面帶有不同電性,以改善顆粒在溶液中的分散性。用X射線粉末衍射儀(XRD)、傅里葉變換紅外

2、光譜儀(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)、激光粒度儀和Zeta電位儀、瓊脂糖凝膠電泳等分析了改性前后材料的晶相組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)、微觀形貌和尺寸、顆粒的Zeta電勢(shì)及其在溶液中的分散情況、顆粒負(fù)載DNA的能力等。最后,從影響細(xì)胞增殖和凋亡的角度出發(fā),通過體外細(xì)胞共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),采用MTT法和熒光染色法對(duì)改性后的的nHA顆粒進(jìn)行了細(xì)胞毒性評(píng)價(jià),以明確該種材料的生物相容性。
　　 結(jié)果：表明:用本法可以制得尺寸約為10～20nm的球形n

3、HA顆粒,去除CTAB后,顆粒易團(tuán)聚;利用PEI和PAA對(duì)羥基磷灰石顆粒進(jìn)行表面修飾可以顯著改變顆粒的表面電性,從而改善其在溶液中的分散性。顆粒表面修飾后對(duì)DNA的吸附產(chǎn)生不同的影響:表面帶正電性的PEI-nHA負(fù)載DNA的量增加,而表面帶負(fù)電性的PAA-nHA負(fù)載DNA的量減小。而細(xì)胞的毒性與其共培養(yǎng)的顆粒表面電性、濃度和共培養(yǎng)時(shí)間有關(guān)。表面帶正電性的顆粒PEI-nHA對(duì)細(xì)胞的毒性較大,生物相容性較差,當(dāng)濃度為62.5μg/mL,細(xì)胞

4、活性降低到低于60％左右;而表面帶負(fù)電性的PAA-nHA對(duì)細(xì)胞毒性較小,生物相容性較好,當(dāng)顆粒濃度為250μg/mL,細(xì)胞活性降低到80％左右。顆粒的細(xì)胞毒性隨顆粒濃度的增大而增大,在較低濃度下,顆粒的生物相容性較好,且與空白對(duì)照相比,沒有經(jīng)過表面改性的nHA和用PAA改性的納米羥基磷灰石顆粒PAA-nHA能明顯促進(jìn)細(xì)胞增殖,細(xì)胞毒性為0級(jí)。在較高的濃度下,生物相容性較差,細(xì)胞毒性較大,顆粒抑制細(xì)胞的增殖。隨著共培養(yǎng)時(shí)間的延長,顆粒的生

5、物相容性變好,細(xì)胞增殖隨濃度變化明顯。低濃度顆粒對(duì)細(xì)胞的毒性較小,高濃度對(duì)細(xì)胞的毒性較大,PAA-nHA的生物相容性比nHA好。試驗(yàn)結(jié)果表明表面電性對(duì)材料細(xì)胞毒性具有很大的影響,即表面帶正電性的顆粒的細(xì)胞毒性較大。
　　 上述分析結(jié)果表明,聚電解質(zhì)PEI和PAA成功地改變了nHA表面的電性,減弱了nHA的團(tuán)聚,且PEI-nHA具有較高的DNA的負(fù)載能力,PAA-nHA具有良好的生物相容性,這為該種材料在骨修復(fù)替代和藥物/基因載體