Ti-O膜表面固定不同手性胱氨酸及其催化释放一氧化氮对内皮细胞相容性影响的研究

摘要

生物体系的各层次均具有典型的手性特征，不同手性的分子往往具有不同的生物学功能。胱氨酸分子中二硫键具有催化内源性一氧化氮供体释放一氧化氮功能，本论文将不同手性的胱氨酸—L型胱氨酸和D型胱氨酸固定在Ti-O膜表面，考察不同手性胱氨酸固定对内皮细胞粘附、增殖和迁移的影响，以及通过该方法构建的具有与正常内皮细胞分泌一氧化氮速度相当的一氧化氮释放对内皮细胞上述行为以及分泌一氧化氮功能的影响。
　　首先采用非平衡磁控溅射法在单晶硅表面制备Ti-O膜，然后在Ti-O膜表面沉积聚多巴胺，利用聚多巴胺作为中间连接层，将不同手性的胱氨酸固定到样品表面。利用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、水接触角测量等方法对改性后的样品进行材料学的表征，利用一氧化氮体外催化释放实验评价固定不同手性胱氨酸样品的催化能力，并且通过体外内皮细胞培养实验评价固定不同手性胱氨酸样品的生物学性能。
　　原子力显微镜(AFM)结果表明，聚多巴胺沉积到Ti-O膜表面可形成一层均匀的膜，样品表面出现由于多巴胺自聚合而形成的颗粒状凸起;在固定不同手性胱氨酸之后，样品表面的粗糙度无显著变化;X射线光电子能谱(XPS)结果表明，聚多巴胺成功的沉积在Ti-O膜表面，同样的，不同手性的胱氨酸成功地固定在聚多巴胺表面，并且L型和D型胱氨酸在聚多巴胺表面的固定量几乎是一致的;水接触角检测结果显示，Ti-O膜表面沉积聚多巴胺之后，样品表面亲水性增加，固定不同手性胱氨酸之后，样品表面的亲水性降低，因手性分子物理性质相同的特点，不同手性胱氨酸样品表面的水接触角结果一致;然而，在吸附白蛋白过后不同手性胱氨酸样品表面水接触角结果出现了显著的差异，这可能是白蛋白在不同手性表面的吸附行为不同造成的。
　　样品催化内源性一氧化氮供体释放一氧化氮结果表明，两种手性胱氨酸均能稳定的催化释放一氧化氮，然而，L型胱氨酸样品催化释放一氧化氮的速度显著高于D型胱氨酸样品相应值;内皮细胞体外静态培养结果显示，无论有无一氧化氮供体存在，L型胱氨酸样品表面内皮细胞的粘附量、增殖量和迁移距离均要显著高于D型胱氨酸样品表面相应值;不同手性胱氨酸样品表面经过胎牛血清浸泡后，L型胱氨酸样品表面内皮细胞的粘附量和增殖量要明显高于D型胱氨酸和Ti-O膜表面相应值;在一氧化氮供体存在的条件下，不同手性胱氨酸样品催化释放一氧化氮作用于内皮细胞后检测培养基中氮化合物含量结果显示，L型胱氨酸样品催化释放一氧化氮作用于内皮细胞后，内皮细胞培养不同时间段后，所取得的培养基中硝酸盐、亚硝酸盐含量要显著高于D型胱氨酸样品相应值。以上结果均表明，不同手性胱氨酸改性Ti-O膜表面所得样品在生物学性能上存在显著性差异。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 心血管材料表面改性

1．1．1 惰性修饰

1．1．2 活性修饰

1．1．3 多功能修饰

1．2 生物信号分子—NO

1．2．1 NO的来源及作用

1．2．2 NO在生物材料表面改性方面的应用

1．3 分子手性

1．3．1 手性与生物活性分子

1．3．2 手性生物材料研究进展

1．4 论文研究目的与意义、内容及技术路线

1．4．1 论文研究目的与意义

1．4．2 论文研究内容

1．4．3 论文技术路线

第2章 胱氨酸在Ti-O-聚多巴胺表面的固定及表征

2．1 引言

2．2 Ti-O-聚多巴胺-胱氨酸的制备

2．2．1 Ti-O薄膜的制备

2．2．2 Ti-O膜表面沉积聚多巴胺

2．2．3 聚多巴胺表面固定不同手性胱氨酸

2．3 样品表面的材料学表征

2．3．1 X射线衍射能谱

2．3．2 X射线光电子谱

2．3．3 原子力显微镜

2．3．4 水接触角

2．3．5 QCM-D

2．3．6 NO的体外催化释放

2．4 结果与讨论

2．4．1 XRD

2．4．2 XPS

2．4．3 AFM

2．4．4 水接触角

2．4．5 QCM-D

2．4．6 NO体外催化释放

2．5 本章小结

第3章 Ti-O-聚多巴胺-不同手性胱氨酸表面的内皮细胞相容性评价

3．1 引言

3．2 细胞相容性评价方法

3．2．1 ECs的提取

3．2．2 ECs的体外静态培养

3．2．3 ECs的体外迁移

3．2．4 样品催化释放NO对ECs分泌NO功能影响的评价

3．2．5 检测ECs培养基中硝酸盐和亚硝酸盐含量

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面性质(手性)对ECs粘附、增殖和迁移的影响

3．3．2 样品催化释放NO对ECs分泌NO功能的影响

3．3．3 表面性质(手性)和NO共同作用下ECs的粘附、增殖和迁移

3．3．4 本章小结

第4章 表面手性和NO释放对内皮细胞行为影响的机理讨论

4．1 表面手性对内皮细胞行为的影响

4．2 NO对内皮细胞行为的影响

结论

存在的问题及展望

致谢

参考文献