PTFE植入体表面具有抗菌特性的高细胞相容性复合涂层的构建及评价

摘要

聚四氟乙烯（PTFE）具有良好的力学性能、化学稳定性和良好的生物惰性，且不会引起机体的排斥。然而，作为用于隆鼻假体和人工血管的主要材料之一，PTFE存在着表面能过低、亲水性差等特点，导致其难以促进细胞和附着与后续的增殖分化等。同时，由于其分子结构稳定、表面能低，已有的对其表面改性的方法大多存在着操作复杂、对基板损害大等缺点，因此，寻求一种简单有效的改性方法成为聚四氟乙烯材料表面改性的研究热点。本文利用聚多巴胺(PDA)的良好黏附能力，在PTFE基板表面制备一层PDA/TiO2复合薄膜来改善其亲水性和细胞相容性，并进一步引入三氯生(TCS)物质，在PTFE基板表面制备了一层兼具优良细胞相容性和持久抗菌性能的PDA/TCS/TiO2复合薄膜。本文的主要研究结果如下： （1）PDA/TiO2复合薄膜在PTFE基板表面的制备及表征 通过对在PTFE基板表面制备TiO2薄膜的方法探索，最终确定使用原位共沉积法在经等离子体处理后的基板表面制备一层PDA/TiO2复合薄膜。所制备的复合薄膜完整连续，复合薄膜中的TiO2含量可通过共沉积时加入的TiO2水溶胶含量进行调控，此复合薄膜与基板之间的结合十分牢固，其剪切强度达23.5MPa。复合薄膜使基板表面的亲水性和细胞相容性均得到较大改善，其水接触角从118°降低至约50°，成纤维细胞和前成骨细胞的黏附与增殖情况均优于PTFE基板。 （2）PDA/TCS/TiO2复合薄膜在PTFE基板表面的制备及表征 在PDA/TiO2复合薄膜的制备方法基础上，通过混合溶剂法，成功将TCS引入PTFE基板表面，得到了一层完整均匀的PDA/TCS/TiO2复合薄膜，其中TCS和TiO2的比例可通过共混时所加入的TCS-乙醇溶液和TiO2水溶胶的体积比来进行调控，TCS的引入对复合薄膜的表面形貌、TiO2晶相及表面亲水性无明显影响。PDA/TCS/TiO2复合薄膜与PTFE基板之间的结合力大小随TCS含量增加而增大，当所加入的TCS-乙醇溶液为10ml所制备的复合薄膜的剪切强度为29.4MPa。PDA/TCS/TiO2复合薄膜的细胞相容性受其中TCS含量影响，当复合薄膜中TCS含量适合时其细胞相容性与PTFE相仿，其中TCS含量过高时则会导致细胞相容性变差。 PDA/TCS/TiO2复合薄膜具有良好的抗菌性能，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有很好的抑制效果，且抗菌时效性长，此复合薄膜于PBS缓冲液中浸泡14天后仍具有抗菌效果，PDA/TCS/TiO2复合薄膜的释放曲线表明，前期TCS的释放较快，后期速度减缓，释放14天后复合薄膜中TCS残余量约为10%，于PBS缓冲液中释放21天后的复合薄膜中基本无TCS残余。

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