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《中国科学院研究生院(理化技术研究所)》 2009年
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PIII表面改性PBS和PTFE及其作为生物材料的研究

王怀雨  
【摘要】: 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种九十年代开发成功的新型可降解脂肪族聚酯,其具有优异的成型加工性和力学性能,且作为生物医用材料具有可调整的生物降解性和良好的生物安全性。PBS是一种潜在的组织工程支架材料,然而其也存在着生物相容性不够突出等缺点。本论文采用气体等离子体浸没离子注入(PIII)的方法,对PBS材料进行表面改性。系统地研究了不同气体(O_2、H_2O、N_2和NH_3)的PIII处理对PBS表面物理化学性能的影响,对改性前后PBS试样上的骨细胞行为和不同试样的体外生物活性进行了比较和研究。改进传统的PIII工艺,加装过滤器装置,实现了聚合物表面的高频率高脉冲PIII处理。将高频率高脉冲O_2 PIII、传统的低频率低脉冲O_2 PIII和O_2等离子浸没三种处理方式分别应用于医用聚四氟乙烯(PTFE)的表面改性,评价和比较了不同处理方式对PTFE试样表面各种性能的影响。结果如下: (1)采用不同气体(O_2、H_2O、N_2和NH_3)的PIII处理,对PBS试样进行表面改性。表面物理化学性能研究结果表明,不同气体的PIII都成功地在PBS试样表面引入大量的化学基团,并显著提高了试样表面的亲水性和粗糙度。 (2)系统地研究和比较了Control PBS、O_2 PIII PBS、H_2O PIII PBS、N_2 PIII PBS和NH_3 PIII PBS五种试样的骨细胞相容性。细胞荧光染色观察和增殖定量检测结果共同表明,O_2、H_2O、N_2和NH_3四种气体PIII处理都能够极大程度地促进骨细胞在PBS试样上的附着与生长。不同气体PIII处理也都有利于骨细胞在PBS试样上的完全铺展。 (3)研究和比较了Control PBS、O_2 PIII PBS、H_2O PIII PBS、N_2 PIII PBS和NH_3 PIII PBS五种试样上骨细胞蛋白和基因的表达。结果表明,当骨细胞在试样上培养12天时,N_2 PIII和NH_3 PIII两种处理能够促进在试样上生长的骨细胞的分化与成熟,而O_2 PIII和H_2O PIII无类似的作用。采用模拟体液浸泡试验评价不同气体PIII处理前后PBS试样的体外生物活性,结果显示不同气体PIII处理都能够使PBS试样表面从生物惰性变为生物活性。 (4)采用高频率高脉冲O_2 PIII、低频率低脉冲O_2 PIII和O_2等离子浸没三种方式处理了医用聚四氟乙烯(PTFE)的表面。结果表明,三种处理方式只有高频率高脉冲O_2 PIII能够形成静态水接触角超过150°的超疏水表面。虽然三种处理都能够极大程度地促进骨细胞在PTFE试样上的附着与生长,然而在促进试样上骨细胞分化与成熟方面,高频率高脉冲O_2 PIII优于另外两种处理方式,其处理后的PTFE样片对金黄色葡萄球菌的抑菌率也高于另外两者。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(理化技术研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB39

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