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《浙江理工大学》 2010年
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纳米羟基磷灰石的表面修饰及其细胞相容性的研究

柳丽梅  
【摘要】: 纳米羟基磷灰石具有良好的生物活性和生物相容性,被认为是硬组织修复替代最理想的材料之一,但其可控合成工艺尚需改进,其力学性能还有不足,其生物学功能还需明确。本课题通过化学共沉淀法,在表面活性剂CTAB的作用下,制备具有一定尺寸的纳米羟基磷灰石(nHA),并用聚阳离子电解质聚乙烯亚胺(PEI)和聚阴离子电解质聚丙烯酸钠(PAA)对其进行表面修饰,使颗粒表面带有不同电性,以改善颗粒在溶液中的分散性。用X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、激光粒度仪和Zeta电位仪、琼脂糖凝胶电泳等分析了改性前后材料的晶相组成和化学结构、微观形貌和尺寸、颗粒的Zeta电势及其在溶液中的分散情况、颗粒负载DNA的能力等。最后,从影响细胞增殖和凋亡的角度出发,通过体外细胞共培养实验,采用MTT法和荧光染色法对改性后的的nHA颗粒进行了细胞毒性评价,以明确该种材料的生物相容性。 结果表明:用本法可以制得尺寸约为10~20 nm的球形nHA颗粒,去除CTAB后,颗粒易团聚;利用PEI和PAA对羟基磷灰石颗粒进行表面修饰可以显著改变颗粒的表面电性,从而改善其在溶液中的分散性。颗粒表面修饰后对DNA的吸附产生不同的影响:表面带正电性的PEI-nHA负载DNA的量增加,而表面带负电性的PAA-nHA负载DNA的量减小。而细胞的毒性与其共培养的颗粒表面电性、浓度和共培养时间有关。表面带正电性的颗粒PEI-nHA对细胞的毒性较大,生物相容性较差,当浓度为62.5μg/mL,细胞活性降低到低于60%左右;而表面带负电性的PAA-nHA对细胞毒性较小,生物相容性较好,当颗粒浓度为250μg/mL,细胞活性降低到80%左右。颗粒的细胞毒性随颗粒浓度的增大而增大,在较低浓度下,颗粒的生物相容性较好,且与空白对照相比,没有经过表面改性的nHA和用PAA改性的纳米羟基磷灰石颗粒PAA-nHA能明显促进细胞增殖,细胞毒性为0级。在较高的浓度下,生物相容性较差,细胞毒性较大,颗粒抑制细胞的增殖。随着共培养时间的延长,颗粒的生物相容性变好,细胞增殖随浓度变化明显。低浓度颗粒对细胞的毒性较小,高浓度对细胞的毒性较大,PAA-nHA的生物相容性比nHA好。试验结果表明表面电性对材料细胞毒性具有很大的影响,即表面带正电性的颗粒的细胞毒性较大。 上述分析结果表明,聚电解质PEI和PAA成功地改变了nHA表面的电性,减弱了nHA的团聚,且PEI-nHA具有较高的DNA的负载能力,PAA-nHA具有良好的生物相容性,这为该种材料在骨修复替代和药物/基因载体方面的应用提供了方法和依据。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R318.08

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【参考文献】
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