纯钛表面细胞外基质制备及其生物相容性地地研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第l页摘要利用单一的细胞外基质成分对心血管材料表面进行修饰，改善材料在体内内皮化的能力是有限的。生物医用材料表面构建细胞自分泌的细胞外基质(ECM)，含有对细胞粘附、生长、繁殖有促进作用的多种活性因子，因此具有其它生物化方法所无法比拟的优点，在生物医学材料表面改性方面的应用很有潜在价值。本文通过脱细胞法在纯钛(Ti)抛光组(P)和酸腐蚀组(AT)样品表面构建细胞自分泌细胞外基质以实现对材料表面进行生物化改性。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、光电子能谱(XPS)和接触角测量对构建ECM前后材料表面组成结构和物理化学性质进行表

2、征与分析；采用原子力显微镜(AFM)、光镜和扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面形貌；通过免疫荧光染色对构建ECM前后材料表面的Ⅳ型胶原、纤粘、连蛋白(FN)及层粘连蛋白(LN)进行定性鉴定分析；还通过体外人脐静脉血管内皮细胞(HuVEC)培养实验、细胞骨架(actin)免疫荧光染色实验和血小板粘附实验评价构建ECM前后纯钛表面的细胞相容性以及血液相容性。FTIR结果显示构建ECM后两组Ti样品表面均出现蛋白质的特征基团酰胺I和酰胺II基团；XPS结果显示构建ECM后两组Ti样品表面O和N元素结合能谱发生改变；光镜和SEM照片显示构建ECM后两组Ti表面出现

3、网状和多孔状结构；AFM进一步证实构建ECM后抛光Ti表面形貌更加平整；构建ECM后两组Ti样品表面对双蒸水的接触角升高，亲水性下降，且两组样品变化趋势一致；通过免疫荧光染色发现，构建ECM后两组Ti样品表面富含FN、LN和IV型胶原成分；这些结果均表明了ECM己经成功构建在两组Ti样品表面。体外人脐静脉内皮细胞培养光镜、SEM及AlamarBlue实验结果表明，构建ECM后两组Ti样品表面内皮细胞粘附和增殖活性优于未构建ECM的样品表面，并表现出显著性的差异，这说明在纯Ti表面构建细胞自分泌的ECM后具有良好的细胞相容性。细胞骨架actin免疫荧光染色结果

4、显示，构建ECM后两组Ti样品表面微丝骨架排列整齐、紧凑并呈完全铺展状态，而未构建ECM的样品表面细胞间交联微丝排列凌乱，而且细胞表面粗糙不平整。再次，构建ECM后Ti样品表面细胞数明显增多，这说明ECM不仅能够促进内皮细胞生长，而且能影响细胞骨架排列。西南交通大学硕士研究生学位论文第1l页体外血小板粘附实验表明，两组Ti样品表面构建细胞自分泌的ECM后均可以抑制血小板在其表面粘附和激活，从而提高其表面抗凝血性能。以上的试验结果表明，脱细胞法成功的在两组纯钛样品表面构建了细胞自分泌的ECM。ECM对内皮细胞的生长有良好的促进作用，同时可以抑制纯钛材料表面血小

5、板粘附和激活，从而提高其表面的抗凝血性能。因此，在纯钛表面构建细胞自分泌的ECM是改善其表面生物相容性有效的生物化改性方法。关键词：纯钛；细胞外基质；人脐静脉内皮细胞；血小板粘附；生物相容性西南交通大学硕士研究生学位论文Abstract第llI页IthassomelimitationofimmobilizingsingleormixedECMcomponentsonbiomaterialsurfaceforimprovingcelladhesionandproliferationability．However，depositingextracellularm

6、atrix(ECM)derivedfromendothelialcellsonbiomaterialsurfacehasgreatpotentialandvalueinbiomedicalmodificationandapplicationareas．Inthiswork，humanumbilicalveinendothelialcells(HUVECs)wereculturedonpolishedtitaniumsurface(P)andacidtreated—titaniumsurface(AT)，andthenstrippedfromtheunderl

7、yingmatrixafter10days．ThennativebasementmembranelikeECMonthetwodifferenttitaniumsurfaceswasobtained．TodeterminecomponentoftheECMproteins，diffusereflectancefourierinfraredspectroscopy(FTIR)wascarriedoutbeforeandafterdepositingECMonthetitaniumsurfaces．Thechemicalcompositionandbinding

8、typesoftheECMproteinswered