聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用

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1、ＰＲＯＧＲＥＳＳＩＮＣＨＥＭＩＳＴＲＹ化学进展ＤＯＩ：１０?７５３６／ＰＣ１４０９２１∗聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用∗∗刘宗光屈树新翁杰（西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都６１００３１）摘要海洋生物贻贝通过其足腺分泌的具有超强黏附性能的蛋白，可在海水等潮湿环境中牢固黏附在各种材料的表面。受此黏附蛋白的启发，研究发现聚多巴胺（ＰＤＡ）具有类似于贻贝黏附蛋白的结构和超强黏附性能。在碱性条件下，ＰＤＡ可在各种材料的表面迅速成膜，其中含有大量亲水的羟基和氨基官能团，可提高材

2、料表面的亲水性和化学多功能性；ＰＤＡ可作为中间层，在基底材料表面强力结合功能分子。由于ＰＤＡ的形成过程简单且不需要有机溶剂，近年来常被应用于材料的表面改性。此外，由于ＰＤＡ可促进细胞的黏附，具有良好的生物相容性，在生物材料表面改性中也有较多的应用。本文将综述ＰＤＡ的黏附机理及其在生物材料表面改性中的应用，并提出ＰＤＡ在生物材料表面改性应用中的展望及研究过程中存在的问题，为ＰＤＡ在生物材料和组织工程中的应用提供参考。关键词贻贝仿生聚多巴胺表面改性生物材料中图分类号：Ｏ６３２；Ｏ６４７?４文献标识码：Ａ

3、文章编号：１００５⁃２８１Ｘ（２０１５）０２／３⁃０２１２⁃０８∗ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅｉｎＳｕｒｆａｃｅＭｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＢｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ∗∗ＬｉｕＺｏｎｇｇｕａｎｇＱｕＳｈｕｘｉｎＷｅｎｇＪｉｅ（ＫｅｙＬａｂｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈ

4、ｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｓｐｉｒｅｄｂｙｔｈｅｓｔｒｏｎｇａｄｈｅｓｉｖｅｐｒｏｔｅｉｎｓｓｅｃｒｅｔｅｄｂｙｍｕｓｓｅｌｓｆｏｒａｔｔａｃｈｍｅｎｔｏｎｔｏａｗｉｄｅｒａｎｇｅｏｆｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｉｎｗｅｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｓｏｍｅｒｅｐｏｒｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ（ＰＤＡ）ｐｏｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｓｔｒｏｎｇａｄｈｅｓｉｏｎｔｏｔｈｏｓｅｏｆａｄｈｅｓｉｖｅｐｒｏｔｅｉｎｓ．ＰＤＡｆｉｌｍｃ

5、ａｎｂｅｆｏｒｍｅｄｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｎａｌｋａｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎｅｘｐｅｄｉｔｉｏｕｓｌｙ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｙａｎｄｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｖｅｒｓａｔｉｌｉｔｙｏｆｓｕｂｓｔｒａｔｅｄｕｅｔｏｔｈｅｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｈｙｄｒｏｘｙｌａｎｄａｍｉｎｏｇｒｏｕｐｓｏｆＰＤＡ．ＴｈｅＰＤＡｌａｙｅｒｃａｎｂｅｕｓｅｄａｓａｎｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｏａｎｃｈｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍｏｌｅｃｕｌ

6、ｅｓｏｎｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｔｈｒｏｕｇｈｃｈｅｍｉｃａｌｂｏｎｄｓ（ｂｙＭｉｃｈａｅｌａｄｄｉｔｉｏｎｏｒＳｃｈｉｆｆｂａｓｅｒｅａｃｔｉｏｎ）ｏｒｏｔｈｅｒｐｈｙｓｉｃａｌｂｏｎｄｓ（ｈｙｄｒｏｇｅｎｂｏｎｄｏｒｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ’ｆｏｒｃｅ）．ＰＤＡｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｕｓｅｆｕｌｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｉｓｓｉｍｐｌｅａｎｄｓｏｌｖｅｎｔ⁃ｆｒｅｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｄｕｅｔｏｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｅｌｌａｄｈ

7、ｅｓｉｏｎａｎｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ＰＤＡｈａｓｂｅｅｎｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｎｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗ，ａｄｈｅｓｉｖｅｍｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＤＡｉｎｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓｈａｖｅｂｅｅｎｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｅｘｉｓｔｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｍｉｓｉｎｇｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏ

8、ｎｏｆＰＤＡｉｎｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．ＴｈｉｓｒｅｖｉｅｗａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｓｕｓｅｆｕｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＤＡｉｎｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｍｕｓｓｅｌ⁃ｉｎｓｐｉｒｅｄ；ｐｏｌｙｄｏｐａｍｉｎｅ；ｓｕｒｆａｃｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ收稿：２０１４年９月，收修改稿：２０１４年１１月，网络出