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脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：2.4 PANCMPC与丙烯腈共聚物合成 将2.3节中的[2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱替换为PANCMPC，重复共聚过程，获取PANCMPC与丙烯腈共聚物PANCHEMA。 2.5 仿
2.4 PANCMPC与丙烯腈共聚物合成
将2.3节中的[2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱替换为PANCMPC，重复共聚过程，获取PANCMPC与丙烯腈共聚物PANCHEMA。
2.5 仿生磷脂化改性PLCANCP的合成
为将存在生物特性的磷脂功能基团导入共聚物分子侧链上[13]，将PANCHEMA与2-氯-2-氧-1，3，2-二氧磷杂环戊烷实施反应，然后和三甲胺实施开环反应，生成仿生磷脂化改性PLCANCP，其生成路径见图1。
图1 PLCANCP生成路径Fig 1 PLCANCP generation path
生成仿生磷脂化改性丙烯腈共聚物过程中，以共聚物PANCHEMA与2-氯 -2-氧 -1，3，2-二氧磷杂环戊烷实施反应能够缓和反应过程，同时使用过量的2-氯-2-氧-1，3，2-二氧磷杂环戊烷和三甲胺，可使共聚物分子侧链上的羟基和2-氯-2-氧-1，3，2-二氧磷杂环戊烷整体反应，全部转换为磷脂功能基团[14]。
2.6 性能评价方法设计
对仿生磷脂化改性后脂肪族聚酯类生物材料表面性能评价，主要是对其生物相容性进行评价，所使用的主要参数为亲水量与蛋白质截留率[15]。式（1）为亲水性计算公式：
式中，Y、B和Δt分别表示透过液体积、有效表面面积和操作时间，单位分别是L、m2和h。
式（2）为相容性计算公式：
式中，xp表示透过液内牛血清白蛋白浓度，xf表示原料液内牛血清白蛋白浓度，两者单位均为mg/mL。
仿生磷脂化改性后脂肪族聚酯类生物材料粘附比EFE进行分析，计算公式为：
式中，Jw1表示初始水通量，Jw2表示材料表面清洗后的水通量，通过式（1）可获取Jw1、Jw2，进而求出EFE。
3 实验分析
3.1 亲水性对比分析
为测试本研究提出的脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术的清水性，分别采用本研究技术、基于等离子体的脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术和基于物理手段的脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术对脂肪族聚酯类生物材料表面进行仿生磷脂化改性实验，对比不同技术仿生磷脂化改性后脂肪族聚酯类生物材料表面水接触角随时间的变化情况，结果见图2。
由图2可知，三种仿生磷脂化改性技术在初始阶段水接触角差距较小，均维持在57%左右。随着时间的延长，三种仿生磷脂化改性技术的水接触角均开始出现不同程度的下降趋势。当时间达到30 min时，本研究技术改性后的脂肪族聚酯类生物材料表面水接触角下降趋势最为显著，达到15%左右；基于等离子体的仿生磷脂化改性技术水接触角下降趋势低于本研究技术，达到38%左右；基于物理手段的仿生磷脂化改性技术的水接触角下降趋势最小，仅达到42%。实验结果表明，三种仿生磷脂化改性技术中，本研究技术的亲水性最好，是由于本研究技术中引入了磷脂基团，提高了脂肪族聚酯类生物材料表面的亲水性。
图2 不同技术的亲水性对比结果Fig 2 Hydrophilicity of different technologies
3.2 生物相容性对比分析
为测试本研究技术对脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性后，材料的生物相容性，基于3.1节中的实验过程，对比三种仿生磷脂化改性技术后材料的生物相容性，结果见图3。
图3 不同技术改性后，材料的生物相容性对比结果Fig 3 Biocompatibility of different techniques
由图3可知，当牛血清白蛋白浓度逐渐提升时，三种仿生磷脂化改性技术对蛋白质的吸收性能均存在不同程度上的提升。本研究技术仿生磷脂化改性后的脂肪族聚酯类生物材料表面与其他两种技术相比，对牛血清白蛋白的吸收量最低。当牛血清白蛋白的浓度达到4.0 g/L时，本研究技术的牛血清白蛋白吸收量达到最高，为10.46μg/cm2，而基于等离子体的仿生磷脂化改性技术对牛血清白蛋白吸收量为26.66μg/cm2，基于物理手段的仿生磷脂化改性技术对牛血清白蛋白吸收量为32.90μg/cm2。
3.3 材料粘附比分析
为测试本研究技术细胞粘附性能，基于3.1节中的实验过程，对比三种仿生磷脂化改性技术后材料的细胞粘附结果，见图4。
图4 不同技术的材料粘附对比结果Fig 4 Material adhesion contrast results of different technologies
由图4可知，三种仿生磷脂化改性技术的细胞粘附量具有较大的差距。其中采用物理手段的仿生磷脂化改性技术的聚酯类生物材料表面每平方毫米的细胞粘附量达到730个以上；而采用等离子体的仿生磷脂化改性技术后，材料表面每平方毫米的细胞粘附量为440个左右；采用本研究技术后的材料表面每平方毫米的细胞粘附量接近180个。采用本研究技术后材料表面每平方毫米的细胞粘附量不足采用物理手段的仿生磷脂化改性技术细胞粘附量的四分之一，说明本研究技术对提升脂肪族聚酯类生物材料表面亲水性与生物相容性的帮助更大。
文章来源：《中国表面工程》 网址: http://www.zgbmgc.cn/qikandaodu/2021/0514/603.html