直徑可控的多孔陽(yáng)極氧化鋁表面蛋白和藥物吸附及釋放行為的研究.pdf

1、生物材料表面納米結(jié)構(gòu)對(duì)其生物學(xué)性能的影響正在逐漸被認(rèn)識(shí)和利用，控制或改進(jìn)材料表面的納米結(jié)構(gòu)能夠調(diào)控其與組織間的相互作用。由于生物材料植入人體后，首先發(fā)生的反應(yīng)是來(lái)自血液和組織液中的蛋白在材料表面的選擇性吸附，因此，蛋白質(zhì)在納米結(jié)構(gòu)表面的吸附和釋放行為值得深入考察和研究。此外，納米技術(shù)在生命科學(xué)和醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用中受到廣泛的關(guān)注并取得很大進(jìn)展。無(wú)機(jī)納米材料，特別是的具有多孔結(jié)構(gòu)的納米材料的研制給藥物釋放系統(tǒng)帶來(lái)新的契機(jī)。
　　 多孔

2、陽(yáng)極氧化鋁(PAA)是典型的自組裝納米孔陣列材料，擁有相對(duì)長(zhǎng)程有序的納米孔結(jié)構(gòu)，其表面大面積有序排列的納米孔道，也可作藥物緩釋和控釋的優(yōu)良載體。
　　 本文利用PAA納米結(jié)構(gòu)的特殊性，設(shè)計(jì)不同尺寸的PAA樣品，詳細(xì)考察了牛血清白蛋白(BSA)和牛血纖維蛋白(BF)在PAA表面的吸附和釋放行為。通過(guò)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和傅立葉紅外光譜(FTIR)對(duì)蛋白吸附前后的樣品的微觀形貌和成份進(jìn)行了表征。BCA方法定量檢測(cè)蛋白的吸附和

3、釋放行為。Langmuir擬合曲線模擬蛋白的等溫吸附模型。Fickian定律擬合蛋白的釋放機(jī)理。同時(shí)考察慶大霉素在PAA樣品上的裝載和釋放行為。紫外分光光度計(jì)法檢測(cè)慶大霉素的裝載與釋放情況。Fickian定律擬合慶大霉素的釋放機(jī)理，Higuchi方程和雙相動(dòng)力學(xué)方程擬合慶大霉素的釋放動(dòng)力學(xué)模型。
　　 本文的主要研究成果敘述如下:
　　 (1) BSA的吸附研究表明，當(dāng)BSA的初始濃度為500μg/ml時(shí)，隨著吸附時(shí)間的

4、增加(0-6 h)，PAA樣品對(duì)BSA的吸附值增加，5h時(shí)，PAA吸附達(dá)到飽和。同時(shí)，PAA樣品孔徑不斷增加(PAA25-PAA75)，吸附值也不斷的增加，PAA75的吸附值最大。吸附4h時(shí)，平滑鋁樣品對(duì)BSA的吸附達(dá)到飽和，為14.3μg/cm2。PAA25，PAA50，PAA65和PAA75樣品飽和吸附值分別為:15.53，23.02，28.48和30.31μg/cm2。通過(guò)對(duì)0.1，0.5，1.0，1.5和2.0 mg/ml不同B

5、SA初始濃度研究表明，BSA初始吸附濃度為1.5 mg/ml，PAA樣品5h達(dá)到飽和吸附，PAA75樣品具有最大吸附值38.8μg/cm2。
　　 (2)BF的吸附研究表明，BF和BSA具有相似的吸附趨勢(shì)。吸附5h時(shí)，平滑鋁，PAA25和PAA50吸附值達(dá)到飽和，吸附值分別為26.23，37.37和43.83μg/cm2。PAA65和PAA75樣品4h達(dá)到飽和吸附，吸附值為49.72和50.97μg/cm2。通過(guò)對(duì)0.1，0.5

6、，1.0，1.5和2.0 mg/ml不同BF初始濃度研究表明，BF初始吸附濃度為1.0 mg/ml，PAA樣品5h達(dá)到飽和吸附，PAA75樣品具有最大吸附值60.3μg/cm2。(3) BSA和BF吸附在PAA表面后的釋放研究表明，蛋白的釋放行為分為突釋和緩釋兩個(gè)階段。平滑鋁表面BSA和BF在0-6 h內(nèi)釋放率分別達(dá)到89.4％和90.2％，幾乎成直線釋放，然后維持穩(wěn)定。PAA樣品的上的蛋白質(zhì)分子在72 h達(dá)到釋放平衡，BSA在PAA樣

7、品之間的釋放率沒(méi)有太大差異，釋放率維持在55％左右。BF在PAA樣品上的釋放率明顯的要大于BSA的釋放率。隨著孔徑的增加，BF的釋放率逐漸減小，依次為79.8％，73.4％，66.4％和63.1％。Fickian擴(kuò)散表明蛋白的釋放率受PAA樣品表面比表面積和蛋白濃度影響。
　　 (4)慶大霉素在PAA表面的裝載研究表明，與平滑鋁相比，PAA能明顯的增加慶大霉素在其表面的裝載量。隨著孔徑(PAA25-PAA75)的不斷增加，樣品表

8、面的吸附量增大。當(dāng)初始濃度達(dá)到300μg/ml，PAA75具有最大裝載量198.8μg/cm2。慶大霉素釋放研究表明，平滑鋁上的慶大霉素釋放只有突釋階段，6h釋放率達(dá)到92.5％。慶大霉素在PAA樣品表面的直接釋放時(shí)，釋放時(shí)間達(dá)到96 h，同時(shí)不同孔徑PAA樣品(PAA25-PAA75)的釋放趨勢(shì)相似且釋放率分別為72.5％，75.8％，73.3％和77.9％。慶大霉素在明膠涂覆的PAA樣品表面進(jìn)行釋放，釋放時(shí)間增加到144 h，隨著孔