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聚醚醚酮(PEEK)具有优异的力学性能、良好的生物相容性和耐腐蚀性等优异性能。尤其是其弹性模量和人体骨组织较为匹配，作为生物材料用在骨科可避免用金属材料时对骨组织造成的压迫性骨萎缩及在一定程度上减弱应力遮挡效应造成的二次骨折风险。因而，PEEK在脊柱矫形、关节替换、骨折内固定和人工骨等硬组织修复与替换方面有望成为替代钛及其合金的候选材料，在生物医用领域有广阔的应用前景。但是，PEEK不具备生物活性，植入人体后生物惰性的表面不利于成骨细胞的粘附，进而不利于PEEK植入体与骨组织之间的骨整合，一定程度上限制了其在硬组织修复与替换领域的应用。本论文采用硅烷化处理、丙烯酸等离子体处理及CO2激光微加工等技术对PEEK表面进行改性，在PEEK材料表面引入化学成份或物理形貌，以改善其生物活性，提高植入材料与骨的结合性。通过体外细胞相容性测试初步评价改性前后材料表面性质对成骨细胞MC3T3-E1响应（粘附、铺展及增殖）的影响;体内动物实验评估改性前后材料的生物安全性和骨整合能力。阐述材料表面物理化学性质与其生物学行为之间的关联。 论文的主要研究结果有: 1.首先采用硼氢化钠活化PEEK表面获得羟基化预处理的PEEK，接着用3-（三乙氧基硅基）丙基琥珀酸酐(TESPSA)与羟基化预处理的PEEK反应，对PEEK表面羧基(-COOH)功能化进行初步探索。表面表征及体外细胞相容性测试发现-COOH成功的引入至PEEK表面，并能显著促进成骨细胞的粘附、铺展及增殖。进而采用7-辛基-1-炔三氯硅烷(OETS)处理羟基化预处理的PEEK，并经过一系列化学反应将-COOH、羟基(-OH)、磷酸酯基(-PO4H2)等基团引入至PEEK表面，研究各种化学官能团对成骨细胞响应的影响。体外细胞相容性实验结果显示:羧基化的表面最有利于成骨细胞的粘附与增殖，磷酸化的表面在增殖的后期表现出较高的增殖速率;羧基化和磷酸化的表面有利于成骨细胞的铺展，磷酸化的表面更有利于成骨细胞的贴壁生长。动物实验评价发现表面化学基团功能化的PEEK具有较好的骨整合能力。接着通过改变丙烯酸等离子体处理的时间，在PEEK表面引入了不同浓度的-COOH;并研究了-COOH含量对成骨细胞响应的影响。结果发现成骨细胞的粘附与增殖均随-COOH含量的增加而降低，而成骨细胞的铺展随-COOH含量的增大而增加。 2.为进一步改善PEEK表面的生物活性，以1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为偶联剂，通过PEEK表面的-COOH和细胞粘附短肽甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(GRGD)中的氨基(-NH2)之间的缩合反应将GRGD以共价键固定在PEEK表面。体外细胞相容性实验结果显示，相对于羧基化的表面，键合有GRGD的表面更有利于成骨细胞粘附、铺展与增殖。 3.将表面羧基化、羟基化、磷酸化的PEEK样品没入模拟体液(SBF)中，3周后羧基化和磷酸化的表面均形成了弱结晶的类骨磷灰石涂层，而羟基化的表面4周后其表面才均匀的覆盖满钙磷微球。说明相对于-OH，-COOH和-PO4H2表现出较强的诱导类骨磷灰石形成能力。体外细胞相容性实验结果显示，类骨磷灰石涂层可有效改善成骨细胞的粘附、铺展及增殖。 4.采用CO2激光与丙烯酸等离子体处理相结合的方法，在PEEK表面构筑有利于成骨细胞生长的表面微结构（含微孔的微沟槽）及表面化学(-COOH)。同时发现无论是单重处理还是双重处理均未影响PEEK优异的力学性能。体外细胞相容性实验结果显示:双重改性的表面能更好的促进成骨细胞粘附、铺展与增殖;含微孔的微沟槽有利于细胞的攀附生长和细胞伪足的长入形成机械交叉互锁，有助于提高PEEK植入体与骨组织之间的骨整合强度。