应用阳离子化丝素蛋白涂层进行钛表面功能化改良的相关研究

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目的:研究用于改良钛种植体表面的阳离子化丝素蛋白的制备方法、有效性、生物相容性以及其他重要特性,以期提高种植体成功率。  方法:分别采用碳化二亚胺法和四环素修饰法对丝素蛋白进行阳离子化,通过检测各种溶液的pH值、Zeta电位了解溶液中各种离子、分子的相互作用;对涂层进行XRD、ATR-FTIR以及扫描电镜观察检测以了解涂层的组成结构;检测涂层的剪切强度、拉伸强度以确定涂层与钛基质表面的结合;通过在涂层表面培养Mc3T3细胞检测涂层的生物相容性;抑菌实验利用革兰氏阳性细菌(金黄色葡萄球菌)以及革兰氏阴性细菌(大肠杆菌)以检测涂层的抗菌效能。  结果:碳化二亚胺法会造成丝素蛋白溶液不可逆的凝集;四环素修饰丝素蛋白使之阳离子化后,丝素蛋白溶液Zeta电位由原来的-9.0±3.0mV转变成了+21.3±5.0mV,预示着两种分子间的电荷产生了相互作用;EPD过程中,阳离子化丝素蛋白朝向负极移动,沉积到负极钛片表面。通过扫描电镜观察涂层呈现出多孔结构,并可见部分未完全溶解的四环素颗粒;细胞培养结果显示在阳离子化的丝素蛋白涂层表面生长的细胞有正常数量的生长,但其活性稍弱于纯丝素蛋白表面生长的细胞;抑菌实验证实阳离子化丝素蛋白涂层可以释放抗菌物质,有效地抑制各类细菌的生长。  结论:利用四环素修饰丝素蛋白使其阳离子化是一种有效的改变丝素蛋白电化学性质的方法,其电沉积于钛片表面的涂层具有良好的生物相容性及抑菌性,经过深入研究之后有望进一步载入其他功能性物质,从而提高临床种植体成功率。
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