生物医用材料课件1.ppt

* 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 二、组织工程用高分子材料表面改性的主要手段 哺乳动物细胞-------贴壁型细胞 -------贴附在基质表面才能生长； 材料的细胞亲和性 -------细胞在材料表面很好的贴附、增殖及分化； 如：可降解聚酯 -------疏水性不利于细胞的贴壁生长； -------通过表面处理，目的为促进细胞黏附。 * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 以聚酯类材料为例，介绍高分子多孔支架内表面修饰的主要方法 等离子体处理法 如:低温等离子 物理截留法 如:增加材料粗糙度 化学反应法 如:将目标分子接上 表面涂覆法 如:胶原, 聚赖氨酸 简单浸泡法 如:碱液浸泡 * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 等离子体处理材料过程 * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 三、影响细胞黏附性的因素 多孔结构、合适的孔尺寸、高的孔隙率和大的表面积外，支架表面理化性质（功能基团、极性、电荷等）和形态（粗糙度等）对细胞亲和性也有很大的影响。 细胞在各种材料表面黏附的机制不清楚，几大影响因素： 表面粗糙度 亲疏水性 荷电性 预先吸附的表面蛋白质的构象 仿生基团 如：纤维黏连蛋白（精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸） 表面图案 如：拓扑形态、表面活性基团的空间分布等 （RDG） * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 四、血液相容性材料的表面处理方法 支架材料表面处理目的-----提高细胞粘附性（如：表面接枝 或涂覆RGD、胶原、纤维黏连蛋白等） 心血管材料表面处理目的-----使血小板等细胞不易黏附在材 料上和导致凝血（如接枝PEG） 1 材料表面光滑 2 生物惰性表面 接枝PEO 表面荷负电（羧酸根） 适度微相分离的表面 3 仿生的材料表面 磷脂修饰法 负载生物活性分子 构造细胞底层 * 4.1.4 材料与细胞的相互作用以及材料的表面改性 五、生物材料表面改性效果的细胞实验验证方法 细胞形态的直接观察--- 普通倒置光学显微镜观察、荧光光学显微镜观察等 基于细胞计数的定量测量方法---- 活细胞率（以台盼蓝染色）、细胞黏附率、细胞增殖率等 细胞总活力 MTT(四唑盐)法 生物大分子总含量测定 总DNA含量、总蛋白质含量、碱性磷酸酶活力、II型胶原等 以组织工程材料为例，说明主要的细胞黏附性的观察和测量方法。 * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 聚乙交酯-丙交酯（PLGA）的降解过程通常包括： 其可靠生物安全性，被美国FDA批准应用在医疗领域，如作骨钉、缝合线等。 目前，PLGA等聚酯类多孔支架，从综合性能看，已经成为有希望的组织工程材料。 水渗透 酯键断裂 齐聚物 的扩散 碎片溶解 降解产物： 乳酸 + 乙醇酸（具体的降解产物） * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 聚羟基乙酸(PGA)： 分子结构高度规整，故单纯的PGA为结晶性聚合物，结晶度为40-50%，熔点为225度，难溶于丙酮、氯仿等一般溶剂。 聚合物晶体 * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 通过熔融纺丝的方法可以得到高强度的PGA纤维，在组织工程中广泛作为组织修复细胞支架，在体内4个月内可完全吸收。 * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 聚羟基丙酸(PLA)： 有不对称碳原子，存在L和D构型之分，可形成四种不同构型的聚合物：PDLA、PLLA、外消旋PDLLA和内消旋PDLLA，人体内的天然乳酸为L型，而其他构型很少使用。 PLLA：等规聚合物，可形成半结晶聚合物，Tm约为185度， 良好的力学强度，且降解吸收时间长(3-3.5年), 故用于 体内骨固定装置。 PLA： 无规立构无定形聚合物，降解吸收速度较快（3-6个月）， 故常用于药物控释载体和组织修复材料。 * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 L-乳酸 可吸收螺钉 PLLA 可吸收骨板PLLA * 4.1.1 常见的生物医用高分子材料 PLGA： 一系列共聚物的总称，一部分为半结晶性聚合物，一部分为无定形聚合物。 通过调节GA与LA的比例，可以得到力学强度与结晶性不同的PLGA共聚物，以满足不同的医疗领域。 GA/LA=90/10：半结晶性聚合物，Tm约为205度，低温下加工 成纤维，降解和吸收速度加快，90d内在体内