生物材料表面仿细胞膜结构的调控组装及交联稳定化改性VIP免费

第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共4页生物材料表面仿细胞膜结构的调控组装及交联稳定化改性宫铭，马佳妮，杨珊，张世平，宫永宽*西北大学化学系、材料科学新技术研究所，西安，710069摘要：磷酰胆碱是生物细胞外层膜的主要成分，用含磷酰胆碱基团的亲水亲油两亲性共聚物涂覆修饰是生物医用材料改性的一种简单而有效的方法，可获得优良的生物相容性。本文设计合成了含磷酰胆碱基团的可交联两亲性共聚物。将其溶于有机溶剂涂覆修饰玻璃片基。涂层表面的自组装结构在水中被调整为仿细胞外层膜结构，通过共聚物中的三甲氧基硅基团的水解交联作用，将涂层表面的仿细胞外层膜结构交联固定，获得稳定的仿细胞外层膜结构的修饰涂层。X射线光电子能谱、动态接触角及体外细胞培养等实验结果表明，含磷酰胆碱基团的可交联两亲性聚合物涂层表面仿细胞膜结构的调控组装及交联稳定化改性方法，可从根本上消除物理吸附涂层不稳定及生物相容性衰退难题；具有广阔的应用前景。关键词：磷酰胆碱两亲聚合物细胞膜表面修饰生物相容性磷酰胆碱是组成细胞膜基本单元(如卵磷脂等)的亲水端基(头部)，是细胞外层膜中的最外层（对外）基团（图.1）。近年来的研究表明，用含磷酰胆碱基团的亲水-亲油的两亲性聚合物涂覆修饰生物医用材料，可在材料表面形成类似于细胞膜结构的自组装层。修饰后的材料则会被细胞认为是自体,可获得优良的生物相容性[1]。然而，以物理吸附结合的两亲性聚合物分子，在体内复杂环境中有可能发生溶解、降解等作用而流失；另一方面，涂层表面的微观聚集结构随自组装过程的条件及组装后的环境因素而发生变化，也会影响此类材料表面性能及相关产品的开发和应用。本项目设计并合成一系列含磷酰胆碱基团和可交联官能团的两亲性聚合物，系统研究含磷酰胆碱基团的两亲性聚合物的表面组装及仿细胞膜结构的调控与生物相容性的关系，探索用交联等途径将涂层仿细胞膜结构表面进行固定或稳定化的方法。Fig.1.Structuresofcellmembraneandphosphorylcholinecompounds.(a)lipidbilayerofcellmembrane;(b)phosphatidylcholine;(c)MPC.1实验部分1.1材料及试剂NCH3H3CCH2CH2H2COPOOOH2CHCOCH2OCCOONCH3H3CCH2CH2H2COPOOOCH2CH2OCCCH3H2CO(a)(b)(c)Phosphorylcholinegroupwww.biocompatibles.co.ukNCH3H3CCH2CH2H2COPOOOH2CHCOCH2OCCOONCH3H3CCH2CH2H2COPOOOCH2CH2OCCCH3H2CONCH3H3CCH2CH2H2COPOOOH2CHCOCH2OCCOONCH3H3CCH2CH2H2COPOOOCH2CH2OCCCH3H2CO(a)(b)(c)Phosphorylcholinegroupwww.biocompatibles.co.ukwww.biocompatibles.co.uk第2页共4页第1页共4页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共4页2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱（MPC）用文献方法合成[2]；甲基丙烯酸十八烷基酯（SMA）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（TSMA）及偶氮二异丁腈（AIBN）为分析纯试剂。有机溶剂乙醚、乙醇、异丙醇、氯仿、四氢呋喃分别进行无水干燥处理。含磷酰胆碱基团的可交联两亲性聚合物由MPC、SMA和TSMA在异丙醇中由AIBN引发随机共聚合成[3]。经乙醚沉淀、乙醇淋洗后溶于乙醇-氯仿混合溶剂中涂于载玻片、聚丙烯片基上，真空干燥后备用。载玻片（24mm×24mm×0.2mm）用3％NaOH，乙醇及高纯水处理清洗。1.2表面分析测试[4]表面憎水-亲水性能的变化用动态接触角测定仪(DCAT21,DataphysicsInstrumentsGmbH)测定试样在水中的前进角和后退角来衡量。表面化学键的变化用Bio-RadFTS-3000型衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）来判断。表面及不同厚度处元素组成用ESCALAB3MkII（V.G.ScientificCo.,UK）X射线光电子能谱仪测定。结合能校正以C1S（285.0eV）为基准。2结果与讨论2.1含磷酰胆碱基团的可交联两亲性聚合物的合成合成反应如图2所示。由1HNMR谱图中－N(CH3)3、-Si(OCH3)3和十八烷基中质子峰的相对面积计算出共聚物中各组分的比例为MPC:SMA:TSMA=4:3:1，与投料比大致相等。SMA含有十八烷基使其反应速度较慢，易导致共聚物中的含量低于其投料比。另外，三甲氧基硅基团在聚合、分离、提纯及测试过程中均可能吸水而部分水解，引起...