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聚乳酸作为应用广泛的组织工程材料具有优良的物理机械性能和良好的生物可降解性,但其生物相容性还有待进一步改善。另一方面,聚合物微球具有简便的制备工艺、可控的粒径大小以及优异的表面性质等特征,因此在众多领域得到了广泛的应用。本文针对聚乳酸组织工程材料存在的生物相容性问题以及聚合物微球的优异性能,从一种新的设计手段出发,采用聚合物微球表面改性聚乳酸组织工程材料,构建得到功能微球改性聚乳酸组织工程材料表面,并研究改性后的聚乳酸组织工程材料表面的细胞相容性。 采用o/w乳液溶剂挥发法以不同的物质作为微球制备过程中的表面稳定剂,低分子量的聚乳酸作为成核材料,制备得到具有不同表面性质的微米级或纳米级的核壳型聚合物微球。激光共聚焦显微镜(CLSM)和原子力显微镜(AFM)观察分析结果证实可通过上述技术获得具有不同表面性质的微米级或纳米级聚合物微球,而荧光标记技术(FITC)则证实了聚合物微球具有明显的核壳型结构,表面稳定剂存在于微球的壳层。 采用表面截留法将具有不同表面性质的微米级聚合物微球结合到聚乳酸组织工程材料表面,构建得到功能微球改性聚乳酸组织工程材料表面。扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)以及稳定性测试分析结果反映出采用表面截留法能成功制备得到具有不同表面性质的功能微球改性聚乳酸组织工程材料表面。不同表面性质的聚乳酸组织工程材料微球化表面的细胞相容性测试结果说明:正电荷性质的聚乳酸微球化表面的细胞相容性要好于负电荷性质或中性的聚乳酸微球化表面,而且其细胞相容性改善程度与表面正电荷的分布密度相关,适当的正电荷分布密度能最有效地改善材料表面的细胞相容性;聚乳酸组织工程材料表面经表面含氨基酸(或多肽RGD)的功能微球改性后,细胞相容性能在一定程度上得到改善,而且改善程度与氨基酸(或多肽RGD)的种类相关,其中赖氨酸和多肽RGD的改善效果更为明显,尤其是多肽RGD的改善效果最佳。 采用静电自组装法将明胶纳米微球或壳聚糖纳米微球结合到聚乳酸组织工程材料表面,构建得到聚乳酸组织工程材料纳米微球化表面。原子力显微镜(AFM)和接触角测试分析结果说明采用静电自组装法可以成功制备得到具有不同表面性质的纳米微球改性聚乳酸组织工程材料表面。聚乳酸纳米微球化表面的细胞相容性测试结果说明:聚乳酸组织工程材料表面经明胶纳米微球或壳聚糖纳米微球改性后,细胞相容性能在很大程度上得到改善,而且明胶纳米微球的改善效果更为明显;明胶纳米微球改性聚乳酸组织工程材料表面的细胞相容性与明胶纳米微球在聚乳酸表面的分布密度相关,分布密度越大,细胞相容性越好。 本文结果反映出采用表面截留法或静电自组装法可以分别实现微米级或纳米级聚合物微球改性组织工程材料表面,为组织工程材料的表面改性提供了一种新的设计思路。