基于TiO_2纳米结构的生物医用薄膜研究

【摘要】作为生物医用薄膜,TiO2纳米薄膜具有较好的生物相容性和细胞脱附性能,在生物医用领域有着广泛的应用。根据生物医用薄膜/生物组织界面作用机理,本研究对TiO2纳米薄膜进行表面改性,进一步提高它的生物性能。首先用水热法或分相自组装法制备了TiO2纳米薄膜,然后使用电化学法沉积CaP或物理吸附法嫁接RGD分子对薄膜进行改性,利用扫描电子显微镜、XRD、能谱仪等测试手段研究了薄膜的基本性质,并评价了薄膜的蛋白吸附性能、SBF矿化性能和体外细胞相容性等生物性能,最后研究了薄膜的细胞脱附性能。本文的主要内容及结果如下：1.CaP/TiO2纳米棒复合薄膜的制备及其骨整合性能首先通过水热法制备了TiO2纳米棒薄膜,然后在薄膜表面沉积磷酸钙制备CaP/TiO2纳米棒复合薄膜。体外实验结果表明CaP/TiO2纳米棒复合薄膜与TiO2纳米棒薄膜相比具有较强的蛋白的吸附能力、SBF类骨磷灰石的矿化能力以及较强的细胞粘附与增殖能力。因此,CaP/TiO2纳米棒复合薄膜具有较好的生物相容性和生物活性,可以与骨组织界面更好的发生骨整合作用。2.RGD修饰TiO2纳米点薄膜的制备及其细胞脱附性能首先通过分相自组装方法在石英基板上制备了TiO2纳米点薄膜,然后通过物理吸附法在薄膜表面嫁接RGD生物分子。体外细胞培养实验表明,RGD嫁接后的TiO2纳米点薄膜可以促进细胞的粘附和增殖,蛋白荧光染色分析表明黏着斑蛋白在薄膜上有较好的表达。对RGD修饰TiO2纳米点薄膜进行了细胞脱附实验,live-dead染色结果证明脱附后的细胞均具有较好的活性。单细胞脱附实验表明RGD的嫁接提高了细胞的脱附效率,其原因可能是RGD在UV365照射后所从薄膜表面脱附。对RGD修饰TiO2纳米点薄膜脱附后的细胞薄层进行钙粘素荧光染色,结果表面薄层中细胞的钙粘素有较好的表达,表明薄层中细胞与细胞中有较好的连接,脱附后的细胞薄层有较好的应用前景。
【作者】王田田；
【导师】程逵；翁文剑；
【作者基本信息】浙江大学，材料科学与工程，2014，硕士
【关键词】TiO2；磷酸钙；RGD；纳米薄膜；蛋白吸附；细胞培养；水热法；

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