《鈦基材料表面磷酸膽鹼（PC）化改性及其生物相容性研究》是依託西南交通大學，由趙元聰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈦基材料表面磷酸膽鹼(PC)化改性及其生物相容性研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙元聰
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鈦基材料作為醫用金屬材料，由於具有良好的力學性能、生物相容性、耐腐蝕性和優異的加工性能，已成為最具有發展前景的生物材料之一。但它是一種生物惰性材料，植入體內後難於和生物組織形成牢固的結合，而且，由於某些鈦合金中,如Ti6Al4V，含有其他對人體有害的化學成分，植入體內後，會產生生物體致敏、致突變、致癌等現象。為提高鈦基材料表面的生物相容性以及在植入材料方面的套用，本項目首次提出在鈦基材料表面通過化學的方法接枝類磷酸膽鹼聚合物進行仿生改性，實現鈦基材料表面生物相容性顯著提高。本項目所研究的表面仿生改性技術對植入材料的發展具有重要意義，同時對其它生物大分子在金屬材表面的固定也具有重要的借鑑和指導作用。
結題摘要
本基金項目圍繞鈦基材料（包括純鈦、氧化鈦、鈦合金等）表面通過化學的方法固定磷酸膽鹼聚合物，模擬細胞膜的結構特點和功能，實現材料表面仿生改性的目的，提高了鈦基材料表面的血液相容性和組織相容性，顯著改善了材料表面的生物相容性。首先合成了帶功能基團（-OH、-NH2等）的有機膦酸，其次，採用鹼活化、高溫加熱、H2O2、陽極氧化等方法，對鈦基材料表面進行功能化預處理，通過有機膦酸在鈦基材料表面的化學組裝，將有機膦酸牢固固定在材料表面，實現材料表面功能化，為表面接枝磷酸膽鹼聚合物打下基礎；再次，以2-甲基丙烯醯氧乙基磷酸膽鹼(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，MPC )為單體，通過原子轉移自由基聚合的方法，完成材料表面仿細胞膜改性，通過表面分析、體外、體內實驗評價，結果表明：（1）磷酸膽鹼仿生改性後的純鈦表面能有效抑制血小板以及纖維蛋白原的黏附和激活，延長凝血時間，表現出良好的血液相容性；體內8周植入試驗也表明，仿生改性後的純鈦表面沒有引起凝血現象，表面鋪滿內皮細胞，成功實現了表面內皮功能化；（2）磷酸膽鹼仿生改性後的鈦氧膜表面能有效抑制血小板以及纖維蛋白原的黏附和激活，延長凝血時間，表現出良好的血液相容性；（3）純鈦經高溫氧化後，11-羥基十一烷基膦酸仍能有效地在材料表面固定，實現磷膽鹼仿生改性。仿生改性後表面相對於未改性的純鈦表面具有良好的抗凝血性能，能有效抑制血小板在材料表面的粘附。（5）通過陽極氧化的方法，成功地實現了在鈦合金表面形成納米管結構，並利用有機膦酸在表面的化學組裝，成功接枝了磷酸膽鹼聚合物，實現材料表面仿生改性，血液相容性實現表明，改性後的鈦合金表面表現出良好的血液相容性；（4）針對鈦基材料表面功能基團的不足，在氧化鈦薄膜表面化學固定有機膦酸後，利用有機膦酸帶有的功能基團（-OH、-NH2），成功地在材料表面接枝了樹枝狀分子，獲得了多羥基、多氨基的功能性表面，為後續更好地在鈦基材料表面接枝磷酸膽鹼聚合物創造了有力的條件。血液相容性評價表明，接枝樹枝狀分子的材料表面能有效抑制血小板、纖維蛋白原的黏附和激活，表現出良好的血液相容性。本項目為在生物醫用鈦基材料表面牢固固定生物活性分子，以及在材料表面實現磷酸膽鹼仿生改性，提高材料表面的生物相容性提供了有效手段和方法；為鈦基材料在臨床上的應
