基于聚多巴胺輔助表面沉積含銀涂層的聚醚醚酮的制備及抗菌性能與生物相容性研究.pdf

1、本文主要從以下幾部分進(jìn)行論述：
　　第一部分 表面載銀的PEEK材料的制備與表征檢測(cè)
　　目的:
　　在弱堿性條件下自聚合形成的聚多巴胺涂層沉積在聚醚醚酮(Polyetheretherketone，PEEK)表面，利用聚多巴胺自身的弱還原性，可以將銀氨離子還原為銀納米顆粒沉積在PEEK材料表面，制備出表面載銀的PEEK復(fù)合材料，并對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)與表征。
　　方法:
　　將表面打磨光滑的PEEK圓片用等離子體清

2、洗后，在表面負(fù)載大量的羥基，將上述材料浸泡在2 mg/ml多巴胺溶液中(10 mM Tris-HC1溶液，pH=8.5)24小時(shí)，在PEEK表面制備出聚多巴胺涂層(PEEK-PDA)，然后將含有聚多巴胺涂層的PEEK復(fù)合材料浸泡在0.02 mol/L的銀氨溶液中1小時(shí)，制備出表面載銀的PEEK復(fù)合材料(PEEK-PDA-Ag)。然后對(duì)該涂層的形貌特征、化學(xué)組成進(jìn)行檢測(cè)，材料表面親水性分析，以及銀離子釋放等表征。
　　結(jié)果:

3、　　檢測(cè)顯示，經(jīng)過(guò)載銀處理后的PEEK材料顏色上發(fā)生了很明顯的變化，電鏡下可以很明顯觀察到材料表面均勻的沉積了銀顆粒，粒徑約為90 nm，EDS能譜分析顯示載銀量為5.83 wt％。接觸角測(cè)試顯示經(jīng)過(guò)載銀處理后的PEEK材料表面親水性發(fā)生了很大的改變。當(dāng)將表面載銀的PEEK復(fù)合材料浸泡于緩沖溶液中，涂層能向周圍溶液中持續(xù)釋放銀離子。
　　結(jié)論:
　　利用多巴胺的自聚合以及聚多巴胺的還原性，能夠在PEEK材料表面制備出尺寸均勻

4、的銀粒子涂層，該涂層能夠長(zhǎng)期向周圍溶液中釋放銀離子。
　　第二部分 表面載銀的PEEK材料的抗菌性能檢測(cè)
　　目的:
　　探討表面載銀的PEEK復(fù)合材料(PEEK-PDA-Ag)對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌性能。
　　方法:
　　(1)以PEEK-PDA-Ag和PEEK-PDA作為實(shí)驗(yàn)組，PEEK作為對(duì)照組，以金黃色葡萄球菌菌株ATCC25923為實(shí)驗(yàn)菌株。將金黃色葡萄球菌菌株ATCC25923接種與各組材料培養(yǎng)

5、24小時(shí)，進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)，觀察抑菌效果，計(jì)算其抑菌率。
　　(2)在各組材料表面接種金黃色葡萄球菌菌珠，經(jīng)過(guò)24小時(shí)培養(yǎng)后，觀察有無(wú)抑菌圈生成，并測(cè)量抑菌圈直徑大小。
　　(3)在各組材料表面接種實(shí)驗(yàn)菌株培養(yǎng)24小時(shí)后，脫水干燥后，電鏡下觀測(cè)菌落形貌。
　　結(jié)果:
　　表面抑菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示:培養(yǎng)24小時(shí)以后，實(shí)驗(yàn)組(PEEK-PDA-Ag)表現(xiàn)出明顯的抑菌效應(yīng)，其表面的金黃色葡萄球菌活菌計(jì)數(shù)低于接種濃度，抑菌率可達(dá)

6、到99.84％，PEEK-PDA組也展現(xiàn)出了一定的抑菌效應(yīng)，抑菌率為78.6％。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組之間抑菌率具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＜0.05)。將金黃色葡萄球菌接種在各組材料表面，培養(yǎng)24小時(shí)后，在PEEK-PDA-Ag組樣品周圍產(chǎn)生了明顯的抑菌圈，抑菌圈直徑約為8.8 mm，而在PEEK組和PEEK-PDA組周圍未見(jiàn)明顯的抑菌圈產(chǎn)生。將金黃色葡萄球菌接種在各組材料表面，培養(yǎng)24小時(shí)后，經(jīng)過(guò)脫水干燥處理后，在電鏡下可以觀察，PEEK-PDA

7、-Ag組樣品表面細(xì)菌數(shù)量明顯少于PEEK組和PEEK-PDA組(P＜0.05)。
　　結(jié)論:
　　PEEK-PDA-Ag材料具有明顯的抑菌作用，抑菌率可達(dá)到99.84％，同時(shí)在PEEK-PDA-Ag材料周圍可以明顯的觀測(cè)到抑菌圈的產(chǎn)生，抑菌圈直徑約為8.8 mm。
　　第三部分 表面載銀的PEEK材料的生物相容性檢測(cè)
　　目的:
　　探討表面載銀的PEEK復(fù)合材料(PEEK-PDA-Ag)對(duì)成骨細(xì)胞MC3T

8、3-E1生物活性的影響，并觀察細(xì)胞在材料表面黏附和增殖的情況。用小鼠巨噬細(xì)胞（RAW264.7）為動(dòng)物細(xì)胞模型，利用qRT-PCR技術(shù)從細(xì)胞分子水平上探討幾種材料對(duì)小鼠巨噬細(xì)胞分泌的相關(guān)炎性因子表達(dá)的影響。
　　方法:
　　(1)以PEEK-PDA-Ag材料作為實(shí)驗(yàn)組，PEEK材料和PEEK-PDA材料作為對(duì)照組，分別按一定的密度接種MC3T3-E1細(xì)胞并進(jìn)行培養(yǎng)。在第1，3，5天，分別用CCK-8試劑檢測(cè)各組材料表面細(xì)胞增

9、殖情況。
　　(2)在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，每組取出兩個(gè)樣品，經(jīng)過(guò)梯度脫水和臨界點(diǎn)干燥后，用掃描電鏡觀察成骨細(xì)胞在各組材料表面的黏附鋪展情況。
　　(3)以PEEK-PDA-Ag材料和PEEK-PDA材料作為實(shí)驗(yàn)組，空白板作為對(duì)照組，用小鼠巨噬細(xì)胞（RAW264.7）為動(dòng)物細(xì)胞模型，檢測(cè)IL-4，IL-10，TGF-β抗炎因子的表達(dá)以及IL-1β，IL-6，TNF-α等促炎因子的表達(dá)情況。
　　結(jié)果:
　　CCK-8檢測(cè)結(jié)

10、果表明:PEEK-PDA-Ag組細(xì)胞有明顯的增殖趨勢(shì)，在第1，3，5天時(shí)間點(diǎn)時(shí)，PEEK-PDA-Ag組細(xì)胞都有明顯的增殖，對(duì)照組PEEK和PEEK-PDA的細(xì)胞同樣也有明顯的增殖(P＞0.05);掃描電鏡下觀察細(xì)胞形貌及黏附:可以看出，實(shí)驗(yàn)組PEEK-PDA-Ag表面的細(xì)胞在第一天時(shí)呈細(xì)長(zhǎng)形，在第3，5天時(shí)，材料表面細(xì)胞有明顯增殖，材料表面細(xì)胞密度明顯增多，且細(xì)胞立體性較好，對(duì)照組PEEK和PEEK-PDA材料在第1天時(shí)，表面的細(xì)胞黏

11、附很均勻，且向四周鋪展，第3天時(shí)，材料表面細(xì)胞密度明顯多于第一天時(shí)間點(diǎn)，細(xì)胞增殖明顯，第5天時(shí)，對(duì)照組細(xì)胞基本長(zhǎng)滿，且細(xì)胞均比較飽滿。炎性因子表達(dá)的結(jié)果顯示，RAW264.7細(xì)胞在各組材料上培養(yǎng)72h后，在抗炎因子表達(dá)方面，與對(duì)照組相比，PEEK-PDA-Ag組細(xì)胞中IL-4基因表達(dá)量顯著降低(P＜0.05)，IL-10和TGF-β表達(dá)量有降低趨勢(shì)，但沒(méi)達(dá)到顯著水平;在促炎因子表達(dá)方面，與對(duì)照組相比，PEEK-PDA-Ag組細(xì)胞中IL-