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氧化钛纳米管亲水性能的提高2023-07-27 08:37:37

生物材料表面润湿性能也是调控细胞行为的关键因素之一。生物材料植入体内与血液接触后,首先发生蛋白质吸附,而材料表面的润湿性会影响所吸附蛋白质的种类、数量和三维构象,并进一步影响这些蛋白质介导的细胞粘附及细胞间相互作用。Xian等在聚醚醚酮表面沉积了一种预接枝聚多巴胺的介导层,用以辅助具纳米颗粒结构的氧化钛涂层,该氧化钛涂层呈现超亲水性,在显著改善成骨细胞的粘附和增殖的同时,还能通过抑制巨噬细胞M1表型标志物TNF-表达来减少炎症反应;Li等构建了高陶瓷颗粒度的、表面作亲水性修饰的3D打印柔性PCL/HA骨再生支架,该支架可以调节巨噬细胞向M2表型极化,体内组织学染色证实该支架显著促进了新骨形成。

这些研究设计的材料多呈超亲水性,但这种特性会使材料失去部分由疏水性介导的免疫反应带来的骨修复促进作用。研究发现,细胞的免疫活性随着材料疏水性的增加呈线性增加。目前的研究主要聚焦于超亲水和超疏水表面对生物学性能的调控规律,而对处于亲水/疏水临界状态的表面(接触角90º)调控细胞行为的规律几无涉及。因此,本研究着重探讨了处于亲水/疏水临界状态的表面对巨噬细胞和骨髓间充质干细胞及其相互作用的影响规律。
 
研究表明,材料表面的润湿性能可通过调节材料表面的光催化性能、化学成分和粗糙度来实现。Lü等发现在紫外线照射下,Ti植入物表面氧化钛薄膜的亲水性增加,但该方法制备的亲水性表面状态仅能保持2周的稳定性;Wang等使用紫外线和臭氧的组合,可将垂直排列的碳纳米管表面由超疏水性转变为超亲水,与紫外线处理方法相比,该组合方法对条状碳纳米管图案造成的损伤最小;Huang等发现通过铌元素和锆元素的掺杂可以显著提高氧化钛纳米管的亲水性能。但上述调节表面亲疏水性能的方法并不适用于其对生物学效应的调控研究,如,稳定时间较短无法确保实验结果的稳定性,元素掺杂不利于分析亲疏水性单一作用对生物学性能的影响。
 
出自《氧化钛涂层润湿性对免疫成骨性能的影响规律研究》作者上官丽,聂晓双,叶奎材。