利用QCM-D監(jiān)控生物分子在材料表面的吸附行為.pdf

1、生物材料植入人體后，首先發(fā)生的是植入材料與生命組織界面間的相互作用，研究生物材料與組織界面間相互作用的機(jī)制，該作用對(duì)人體可能產(chǎn)生的后果以及如何控制該界面作用成為生物材料科學(xué)領(lǐng)域中尚待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。目前關(guān)于生物材料與生命組織間界面作用的研究雖有成效，但相關(guān)研究主要集中在靜態(tài)、分階段和宏觀階段，其界面反應(yīng)的分子機(jī)制和動(dòng)力學(xué)尚不清楚，實(shí)時(shí)、原位的界面作用信息也難以獲得。因此，本文在前期研究基礎(chǔ)上，利用石英晶體微天平(QCM-D)技術(shù)的動(dòng)態(tài)、

2、實(shí)時(shí)、原位的特點(diǎn)，探討性的研究生命系統(tǒng)中代表性的生物分子（脂質(zhì)體、血漿蛋白、血小板、細(xì)胞）與材料界面間的作用，以期獲得上述生物分子與材料界面作用的部分分子學(xué)機(jī)制，并評(píng)價(jià)QCM-D這種新技術(shù)在界面反應(yīng)過(guò)程中的應(yīng)用潛能。
　　本文首先利用QCM-D研究脂質(zhì)膜(POPC)的成膜過(guò)程及其與細(xì)胞的相互作用，研究表明通過(guò)分析QCM-D的△D/△F曲線的變化，可以觀測(cè)粘附在材料表面的細(xì)胞的形態(tài)變化;磷脂雙分子層膜在一定程度上可以抑制細(xì)胞在其上的

3、鋪展，但這可以通過(guò)在磷脂雙分子層膜中鑲嵌RGD得以改善;由于磷脂雙分子層膜的存在，含有RGD的磷脂雙分子層膜上的細(xì)胞要比SiO2上的細(xì)胞形變小，但相比于不含RGD的磷脂雙分子層膜上的細(xì)胞形變要大一些。
　　其次利用QCM-D研究血液關(guān)鍵蛋白、血小板與生物材料的相互作用，研究表明QCM-D能實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)觀測(cè)材料表面吸附纖維蛋白原的量及其構(gòu)象變化，發(fā)現(xiàn)材料表面吸附纖維蛋白原的量與纖維蛋白原在材料表面上的形態(tài)有關(guān)，side-on的構(gòu)象吸附

4、更不易暴露激活血小板的功能位點(diǎn)，具有更好的血液相容性;帶負(fù)電荷的材料表面更易吸附Ⅻ因子，且更能促進(jìn)Ⅻ因子的激活;在全血漿的研究中發(fā)現(xiàn)，纖維蛋白原對(duì)于材料的凝血行為具有更關(guān)鍵的調(diào)控作用。
　　再次利用QCM-D動(dòng)態(tài)研究生物材料對(duì)細(xì)胞的捕獲效應(yīng)，研究表明QCM-D在研究細(xì)胞與生物材料之間的相互作用是一種非常有效的工具，它能夠?qū)崟r(shí)、原位、動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)細(xì)胞在生物材料表面上的粘附，鋪展以及形態(tài)變化等;研究發(fā)現(xiàn)接枝了DOPA+CD133的晶片粘