聚醚醚酮基復合材料表面成骨多肽功能化修飾的研究.pdf

1、植入體植入機體后，直接通過其表面與植入體周圍的骨組織相互作用，植入體的表面特性可影響周圍細胞的粘附、增殖以及分化，最終決定骨整合的質(zhì)量和植入手術成功與否。為了提高臨床植入的成功率，植入體除了具有良好的生物相容性和機械性能外，還需要具有一定成骨活性，才能與周圍骨組織形成良好的骨整合。本課題組曾以PEEK為基體，通過加入納米羥基磷灰石（n-HA）和碳纖維（CF），制備了PEEK/CF/n-HA復合材料，本文簡稱：CHRPEEK，雖然其在力學

2、性能上與骨組織更加匹配，但該復合材料的生物活性還有待提高。
　　利用蛋白質(zhì)和多肽片段作為提高生物材料的生物活性是目前組織工程領域研究的熱點之一。研究證明，具有生物活性的蛋白質(zhì)和多肽（如膠原、纖連蛋白、RGD多肽或骨形成蛋白等）對細胞的活性、粘附、增殖和分化功能具有促進作用。但是，蛋白質(zhì)存在免疫原性和容易分解等問題。而多肽片段較易合成，不具有免疫原性，且同樣具有生物大分子的活性功能，有文獻報道從蛋白質(zhì)中截取的RGD結(jié)構域有促進細胞粘

3、附的功能。其中在骨形成蛋白家族（BMPs）中的研究較多， Hyung Keun Kim等在BMP-7的非成熟區(qū)結(jié)構提取出一段多肽序列，命名為BFP1。經(jīng)過體內(nèi)外的檢測，發(fā)現(xiàn)BFP1的成骨活性優(yōu)于BMP-7。為了獲得具有更好成骨活性的 CHRPEEK復合材料，本研究利用多巴胺較強的粘附作用，在 CHRPEEK復合材料表面進行成骨多肽功能化修飾。在水溶液中,多巴胺分子之間發(fā)生氧化聚合反應，在CHRPEEK材料表面形成富含鄰苯二酚官能團的聚多

4、巴胺涂層。其中，鄰苯二酚活性基團能夠與BFP1多肽的氨基發(fā)生邁克爾加成反應，將具有成骨活性的BFP1成骨多肽化學接枝到CHRPEEK復合材料表面，獲得了具有良好機械性能和成骨活性的CHRPEEK復合材料。
　　本研究將未修飾的 CHRPEEK復合材料及成骨多肽修飾的CHRPEEK復合材料通過掃描電鏡（SEM），原子力顯微鏡（AFM）,去離子水接觸角，X線光電子能譜（XPS）對材料表面進行分析，證明經(jīng)多巴胺涂層和成骨多肽修飾后的 C

5、HRPEEK材料表面的化學元素組成、親水性、表面微形貌和化學基團均發(fā)生了變化。
　　且通過體外細胞實驗檢測成骨多肽修飾的 CHRPEEK材料表面更利于細胞的粘附和增殖，且無細胞毒性，說明成骨多肽修飾提高了CHRPEEK材料的生物相容性；通過實時定量 PCR，免疫熒光，堿性磷酸酶活性等實驗，證明功能化修飾的材料表面相對于未修飾的材料更能促進人骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化。
　　通過將成骨多肽修飾的 CHRPEEK種植體在比格犬脛