通過(guò)仿生法在硅橡膠表面制備磷灰石涂層的研究.pdf

1、經(jīng)皮元件是一種長(zhǎng)期植入皮下用于體內(nèi)外物質(zhì)和信息傳輸(與生物傳感器結(jié)合)的裝置，除用于透析治療外，還有望用于輔助發(fā)生、前列腺增生病人導(dǎo)尿、電刺激骨生長(zhǎng)及體內(nèi)生物學(xué)信息測(cè)量等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。 自20世紀(jì)中后期以來(lái)，多種不同材料被嘗試用于經(jīng)皮元件，然而這些材料生物相容性差，與皮膚組織產(chǎn)生隔膜，導(dǎo)致表皮向下生長(zhǎng)，容易被細(xì)菌侵入引起炎癥。硅橡膠具有良好的理化穩(wěn)定性和生理惰性，體內(nèi)長(zhǎng)期植入，不被機(jī)體代謝、吸收和降解；并且在復(fù)雜環(huán)境條件下具有耐老化

2、性及良好的工藝性能。但由于硅橡膠分子極性很低，表現(xiàn)出極強(qiáng)的疏水性，導(dǎo)致植入后與機(jī)體的親合力差。在用于與皮膚表面接觸的經(jīng)皮元件的時(shí)候，會(huì)引起表皮沿著材料向下生長(zhǎng)，在經(jīng)皮元件與組織之間的縫隙里會(huì)藏有細(xì)菌并引起炎癥。羥基磷灰石是一種生物相容性非常好的材料，用羥基磷灰石做成的經(jīng)皮元件可以長(zhǎng)期植入皮下而不會(huì)引起不良反應(yīng)，但是羥基磷灰石陶瓷的脆性大，可加工性差，不容易做成形狀較為復(fù)雜的元件。因此，如果能在硅橡膠表面制備一層磷灰石涂層就可以結(jié)合二者的

3、優(yōu)點(diǎn)，獲得理想的經(jīng)皮元件材料。 仿生溶液法制備磷灰石涂層是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的制備磷灰石涂層的新方法。仿生合成具有獨(dú)特的工藝優(yōu)點(diǎn)，它適于在多種材質(zhì)、各種形狀的基體上制備磷灰石類涂層。用仿生法在聚合物表面形成磷灰石薄膜，通常需要先在其表面形成能誘導(dǎo)晶核生成的基團(tuán)，如-OH，-COOH，-SiOH等，而硅橡膠表面是惰性和憎水性很強(qiáng)的-CH<,3>，在其表面形成新的基團(tuán)較為困難。 本文利用CaCl<,2>的乙醇溶液對(duì)硅橡膠良好的浸

4、潤(rùn)性在硅橡膠表面引入Ca<'2+>離子，再與K<,2>HPO<,4>·3H<,2>O溶液反應(yīng)可在其表面形成一層預(yù)沉淀層，形成的預(yù)沉淀層在生長(zhǎng)溶液中能迅速誘導(dǎo)磷灰石晶核形成，晶核形成后硅橡膠表面就能自發(fā)的長(zhǎng)出一層磷灰石涂層。 通過(guò)XRD、SEM和FT-IR分析發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理過(guò)的硅橡膠在模擬體液中浸漬7d后表面生成的磷灰石呈網(wǎng)狀并有球狀磷灰石晶粒分布在表面。預(yù)處理過(guò)的硅橡膠在鈣磷飽和溶液中浸漬1d后，樣品表面就有無(wú)定形的磷灰石形成，3

5、d后表面的磷灰石長(zhǎng)成棱角分明的片狀晶體，晶體在(001)面方向上出現(xiàn)了擇優(yōu)生長(zhǎng)。CO<,3><'2->進(jìn)入了形成的磷灰石結(jié)構(gòu)中，并且CO<,3><'2->取代了OH<'->的位置，發(fā)生了A型替換。 為了考察蛋白質(zhì)對(duì)磷灰石涂層形成的影響，更好的模擬體內(nèi)環(huán)境，牛血清蛋白(Bovine Serum albumin， BSAl)被添加到鈣磷飽和溶液中，并以之為浸泡溶液模型，考察了在浸泡后表面類骨磷灰石層的形成和生長(zhǎng)情況。并通過(guò)XRD、S

6、EM和FT-IR表征了表面類骨磷灰石層的特性。結(jié)果表明：牛血清蛋白引入后與磷灰石在硅橡膠表面發(fā)生共沉積，蛋白質(zhì)有機(jī)分子能夠使涂層表面的晶體變粗糙和卷曲，晶粒的結(jié)晶也變得不完善。 對(duì)未處理硅橡膠片、鈣磷飽和溶液中浸漬5天的樣品和鈣磷-牛血清白蛋白復(fù)合溶液中浸漬5天的樣品進(jìn)行細(xì)胞毒性試驗(yàn)和溶血試驗(yàn)，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)中選用的硅橡膠基片以及改性后的樣品均沒有細(xì)胞毒性和溶血作用，其中用CP-BSA復(fù)合溶液進(jìn)行改性的樣品對(duì)細(xì)胞的增殖作用最為明顯