鈦系生物材料表面微納形貌影響細(xì)胞吸附的機(jī)理研究.pdf

1、生物醫(yī)用材料與細(xì)胞的吸附結(jié)合，在生物醫(yī)學(xué)中的置換損傷組織、器官或增進(jìn)其功能的過(guò)程中具有重要的作用。近幾十年來(lái)，盡管人們對(duì)細(xì)胞與植入體結(jié)合的研究取得了很大的進(jìn)展，但對(duì)生物材料和與細(xì)胞粘附的機(jī)理、結(jié)合的微觀過(guò)程仍缺乏深入了解，現(xiàn)在仍不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)與細(xì)胞結(jié)合的植入體材料的理想表面狀況，以及表面缺陷、粗糙度、空穴等特征對(duì)細(xì)胞黏附的影響。而這些形貌特征對(duì)于控制植入體與細(xì)胞有效結(jié)合，獲得滿(mǎn)意生物相容性、結(jié)合強(qiáng)度是非常重要的。
　　分子動(dòng)力學(xué)（M

2、D）模擬是研究吸附等表面現(xiàn)象的強(qiáng)有力手段。在MD模擬中，所有原子位置都可以知道，可以從分子水平上研究吸附的機(jī)理和吸附動(dòng)力學(xué)。
　　本課題根據(jù)細(xì)胞與植入體相結(jié)合的理論，針對(duì)目前生物醫(yī)用材料中使用最廣的鈦系生物醫(yī)用材料的性能提高問(wèn)題，采用分子動(dòng)力學(xué)方法，建立了鈦系生物醫(yī)用材料表面TiO2層與細(xì)胞粘附蛋白中細(xì)胞吸附肽—RGD吸附的模型，采用PPPM長(zhǎng)程力計(jì)算方法和對(duì)模擬原胞內(nèi)的原子進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸M，顯著提高了模擬速度。加上水分子作用環(huán)境使

3、模型更加完善。本課題的模擬結(jié)果，可以為鈦系生物材料表面改性的研究提供依據(jù)；可以結(jié)合RGD肽鏈在鈦系材料表面的吸附過(guò)程實(shí)驗(yàn)給以驗(yàn)證；同時(shí)對(duì)一些細(xì)胞粘附的實(shí)驗(yàn)研究給以解釋。
　　分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果表明：吸附過(guò)程中RGD肽鏈?zhǔn)且灾付ǖ奈轿稽c(diǎn)與TiO2相應(yīng)原子形成吸附位，同時(shí)構(gòu)型不斷變化；表面有缺陷時(shí)，其吸附能增加、吸附速度明顯提高，這可能是由于缺陷棱邊或周邊暴露出三配位Ti和四配位Ti，從而改善了RGD肽鏈的吸附效果；表面不同尺寸的缺