具有超亲水/微憎水微区的微纳结构表面的构建及性能评价

本项目依据材料/组织界面细胞附着的原理，利用界面超亲水性可促进细胞骨架蛋白表达而微憎水性有利细胞外基质附着的特点，结合课题组纳米ZnO团簇、FHA涂层的研究基础，利用纳米ZnO的光致超亲水性，创新地提出以FHA/nano-ZnO为基础在硬组织植入体表面构建具有超亲水微区和微憎水微区的微纳结构表面：即含ZnO微区和FHA微区，以达到调控表面组织生长的目的。同时，利用ZnO的可溶解性和FHA的包裹强化使纳米ZnO不以纳米颗粒形式脱落而是缓慢溶解释出合适浓度的、可促进组织再生的锌离子，进一步促进骨组织再生。拟开展纳米ZnO团簇制备、FHA包裹形成FHA/nano-ZnO微纳结构、表面超亲水/微憎水特性表征、细胞响应性和相关蛋白表达及动物体内种植等研究。探明微纳结构表面层对细胞行为的影响、相应植入体对骨组织修复的影响和变化规律。本项目可为开发具有高界面组织再生能力的植入体提供新思路和理论指导。

本项目依据材料/组织界面细胞相互作用的原理，利用界面超亲水性可促进细胞骨架蛋白表达而微憎水性有利细胞外基质附着的特点，结合课题组纳米氧化锌团簇、纳米氧化钛、磷灰石涂层的研究基础，利用纳米氧化锌和氧化钛的光致超亲水性，以磷酸钙/纳米氧化锌、磷酸/二氧化钛、氧化锌/氧化钛复合微纳结构等为基础在生物材料表面构建具有超亲水微区和微憎水微区的微纳结构表面，以研究表面结构与亲水憎水特性调控表面蛋白附着与脱附等选煤，进而达到调控表面组织生长的目的。开展了纳米氧化锌、纳米氧化钛、磷酸钙微纳结构及期组合微纳结构的制备、表面材料特性表征、表面特性与蛋白吸附与脱附行为的相关性、表面的外场响应性等。研究发现所制备出的具有不同憎水亲水特性的微区的薄膜显示出了独特的调控蛋白种类、吸附量等特性。同时，发现光致调控蛋白脱附的特性可以进一步用来调控细胞附着或脱附，在生物医用植入体领域具有很强的潜在应用价值。