通過仿生法在硅橡膠表面制備磷灰石涂層的研究.pdf

1、經(jīng)皮元件是一種長期植入皮下用于體內(nèi)外物質(zhì)和信息傳輸(與生物傳感器結(jié)合)的裝置，除用于透析治療外，還有望用于輔助發(fā)生、前列腺增生病人導尿、電刺激骨生長及體內(nèi)生物學信息測量等醫(yī)學領域。 自20世紀中后期以來，多種不同材料被嘗試用于經(jīng)皮元件，然而這些材料生物相容性差，與皮膚組織產(chǎn)生隔膜，導致表皮向下生長，容易被細菌侵入引起炎癥。硅橡膠具有良好的理化穩(wěn)定性和生理惰性，體內(nèi)長期植入，不被機體代謝、吸收和降解；并且在復雜環(huán)境條件下具有耐老化

2、性及良好的工藝性能。但由于硅橡膠分子極性很低，表現(xiàn)出極強的疏水性，導致植入后與機體的親合力差。在用于與皮膚表面接觸的經(jīng)皮元件的時候，會引起表皮沿著材料向下生長，在經(jīng)皮元件與組織之間的縫隙里會藏有細菌并引起炎癥。羥基磷灰石是一種生物相容性非常好的材料，用羥基磷灰石做成的經(jīng)皮元件可以長期植入皮下而不會引起不良反應，但是羥基磷灰石陶瓷的脆性大，可加工性差，不容易做成形狀較為復雜的元件。因此，如果能在硅橡膠表面制備一層磷灰石涂層就可以結(jié)合二者的

3、優(yōu)點，獲得理想的經(jīng)皮元件材料。 仿生溶液法制備磷灰石涂層是近年來發(fā)展起來的制備磷灰石涂層的新方法。仿生合成具有獨特的工藝優(yōu)點，它適于在多種材質(zhì)、各種形狀的基體上制備磷灰石類涂層。用仿生法在聚合物表面形成磷灰石薄膜，通常需要先在其表面形成能誘導晶核生成的基團，如-OH，-COOH，-SiOH等，而硅橡膠表面是惰性和憎水性很強的-CH<,3>，在其表面形成新的基團較為困難。 本文利用CaCl<,2>的乙醇溶液對硅橡膠良好的浸

4、潤性在硅橡膠表面引入Ca<'2+>離子，再與K<,2>HPO<,4>·3H<,2>O溶液反應可在其表面形成一層預沉淀層，形成的預沉淀層在生長溶液中能迅速誘導磷灰石晶核形成，晶核形成后硅橡膠表面就能自發(fā)的長出一層磷灰石涂層。 通過XRD、SEM和FT-IR分析發(fā)現(xiàn)，預處理過的硅橡膠在模擬體液中浸漬7d后表面生成的磷灰石呈網(wǎng)狀并有球狀磷灰石晶粒分布在表面。預處理過的硅橡膠在鈣磷飽和溶液中浸漬1d后，樣品表面就有無定形的磷灰石形成，3

5、d后表面的磷灰石長成棱角分明的片狀晶體，晶體在(001)面方向上出現(xiàn)了擇優(yōu)生長。CO<,3><'2->進入了形成的磷灰石結(jié)構(gòu)中，并且CO<,3><'2->取代了OH<'->的位置，發(fā)生了A型替換。 為了考察蛋白質(zhì)對磷灰石涂層形成的影響，更好的模擬體內(nèi)環(huán)境，牛血清蛋白(Bovine Serum albumin， BSAl)被添加到鈣磷飽和溶液中，并以之為浸泡溶液模型，考察了在浸泡后表面類骨磷灰石層的形成和生長情況。并通過XRD、S

6、EM和FT-IR表征了表面類骨磷灰石層的特性。結(jié)果表明：牛血清蛋白引入后與磷灰石在硅橡膠表面發(fā)生共沉積，蛋白質(zhì)有機分子能夠使涂層表面的晶體變粗糙和卷曲，晶粒的結(jié)晶也變得不完善。 對未處理硅橡膠片、鈣磷飽和溶液中浸漬5天的樣品和鈣磷-牛血清白蛋白復合溶液中浸漬5天的樣品進行細胞毒性試驗和溶血試驗，結(jié)果表明實驗中選用的硅橡膠基片以及改性后的樣品均沒有細胞毒性和溶血作用，其中用CP-BSA復合溶液進行改性的樣品對細胞的增殖作用最為明顯