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Surface Modification of Titanium Films with Sodium Ion Implantation: Surface Properties and Protein Adsorption

K.Y. Cai , null

金属学报(英文版)

Sodium implanted titanium films with different ion doses were characterized to correlate their ion implantation parameters. Native titanium films and ion implanted titanium films were characterized with combined techniques of X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy (AFM), and light microscopy (LM). The surface presented increased sodium concentration on treated titanium films with ion dose increasing, except for the group with the highest ion dose of 4 × 1017ions /cm 2. XPS depth profiling displayed that sodium entered titanium film around 25-50nm depth depending on its implantation ion dose. AFM characterization showed that sodium ion implantation treatment changed the surface morphology from a relatively smooth titanium film to rough surfaces corresponding to different implantation doses. After sodium implantation, implanted titanium films presented big particles with island structure morphology. The surface morphology and particle growth displayed the corresponding trend. Fibrinogen adsorption on these titanium films was performed in this study to correlate with the surface properties of treated titanium films. The results show that protein adsorption on ion-implanted samples with dose of 2 × 1017 and 4 × 1017 are statistically higher (p < 0.01) than samples treated with dose of 5 × 1016 and 1 × 1017, as well as the control samples.

关键词: titanium films , null , null

微波等离子体在不锈钢上制备抵抗蛋白质吸附表面

杨隽 , 汪建华 , 童身毅

功能材料

本文利用微波低温等离子体表面改性技术,对医用316L型不锈钢进行改性以增强其表面抵抗蛋白质粘附的能力,提高生物相容性.经过X射线光电子能谱和衰减全反射傅立叶变换红外光谱的分析和表征,发现沉积的涂层为类PEG结构,表面主要聚集大量-CH2-CH2-O键,并且氧原子和碳原子在金属和有机物界面层之间形成共价键结合.血浆蛋白吸附试验显示,与改性前相比,等离子体沉积在不锈钢表面的类PEG涂层可以有效抵抗蛋白质粘附.

关键词: 不锈钢 , 微波低温等离子体 , 制备 , 薄膜 , 蛋白质粘附

基于QCM-D技术的合成高分子对蛋白的吸附行为

张奕 , 曾戎 , 周长忍

高分子材料科学与工程

采用AFM(原子力显微镜)和QCM-D(带损耗测量的石英晶体微天平)等技术研究了聚乳酸、聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯三种合成高分子材料经旋转成膜后的袁面形貌、亲疏水性、水合过程及蛋白吸附行为.结果发现,薄膜的疏水性越强,蛋白吸附量越多,蛋白层的粘弹性越小;且吸附在材料表面的蛋白分为可逆吸附和不可逆吸附两部分,可逆部分可被PBS(磷酸盐缓冲溶液)洗脱,而不可逆吸附蛋白由于在疏水力作用下构象发生变化,变得致密无法脱附,粘弹性比发生可逆吸附的蛋白更小.用Langmuir吸附速率方程可较好地拟合薄膜的蛋白吸附动力学曲线,发现薄膜疏水性越强,白蛋白吸附速率越快.

关键词: 石英晶体微天平 , 合成高分子 , 亲疏水性 , 蛋白吸附

双相磷酸钙陶瓷表面吸附血清蛋白的洗脱特性研究

王婧 , 陈颖 , 朱向东 , 樊渝江 , 张兴栋

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.13047

通过两种不同多孔结构的双相磷酸钙(biphasic calcium phosphate,BCP)陶瓷的制备,以人血清为蛋白溶液模型,选择三种不同的洗脱液对材料表面吸附的血清蛋白进行洗脱,考察不同洗脱液及材料多孔结构对于BCP陶瓷表面吸附血清蛋白洗脱效果的影响.结果显示,相对于2 mol/L氯化钠(NaCl)和2%十二烷基磺酸钠溶液,400 mmol/L磷酸钠(Na3PO4)溶液对于BCP陶瓷表面吸附的血清蛋白洗脱效果更佳.此外,材料多孔结构在血清蛋白的吸附和洗脱中起重要作用,微孔结构能促进BCP陶瓷表面的血清蛋白吸附并减缓吸附蛋白的释放速率,而三维贯通的大孔结构则有利于材料表面吸附血清蛋白的洗脱和释放.

关键词: BCP陶瓷 , 多孔结构 , 洗脱液 , 蛋白吸附 , 洗脱

微波辅助溶剂热法制备磷酸钙微球和多面体

陈峰 , 孙团伟 , 漆超 , 吴进 , 崔大祥 , 朱英杰

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2014.14148

磷酸钙材料具有良好的生物相容性,被广泛应用于生物材料领域。本研究以 Ca(CH3COO)2、NaH2PO4×2H2O和双亲嵌段共聚物PLA-mPEG为原料,通过微波辅助120℃水热反应30 min,合成了自组装结构磷酸钙微球。以相同的反应原料,在水和乙二醇混合溶剂中,通过微波辅助120℃溶剂热反应30 min,制备了具有多面体结构的磷酸钙。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TG)对所制备样品的物相和形貌进行了表征。研究发现乙二醇的加入对磷酸钙的结构和形貌具有显著的影响。以牛血红蛋白为模型,研究了所制备的两种不同磷酸钙材料的蛋白吸附效果。磷酸钙材料的牛血红蛋白吸附量随装载溶液中牛血红蛋白浓度的增加而增大,随样品制备过程中的乙二醇加入量的增加而减小。

关键词: 生物材料 , 磷酸钙 , 微波 , 自组装 , 蛋白吸附

羟基磷灰石微纳结构对蛋白吸附的影响

付亚康 , 周雪 , 肖东琴 , 匙峰 , 卢晓英 , 翁杰

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140510

本研究采用水热反应法, 在不同浓度环己烷六羧酸(H6E)模板调控作用下, 合成了具有不同表面微纳结构的羟基磷灰石(HAP)微粒, 并采用XRD、BET、FTIR和SEM对其进行表征.对HAP微粒进行了牛血清白蛋白(BSA)、纤维蛋白原(FN)和溶菌酶(LYS)的吸附及释放实验.结果表明: H6E能够在HAP微粒表面构建微纳结构,不同微纳结构对不同蛋白质具有选择性吸附作用;在H6E浓度为50 mmol/L的合成条件下制备的中空结构HAP微粒(HAP50)其载蛋白后体外释放具有明显的蛋白缓释性能.

关键词: 羟基磷灰石 , 环己烷六羧酸 , 微纳结构 , 蛋白吸附

基于乙烯基砜化学的高分子膜表面化学糖基化及其活性研究?

孙世猷 , 李明洋 , 王汉奇 , 程昉

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.10.004

在高分子膜表面通过化学方法构建糖基化层,实现对生物膜致密“糖被“层的仿生模拟,可以充分拓展及发挥膜材料和糖的生物学功能.利用二乙烯基砜与羟基反应的特性,以乙烯基砜为偶联剂将甘露糖接枝到聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯(PHEMA)聚合物膜表面,制备甘露糖糖基化 PHEMA膜.利用傅里叶变换红外光谱对糖基化膜结构进行了表征,根据血凝素蛋白特异性识别糖的性质对糖基化反应条件进行了优化,并在蛋白和细胞水平对其进行了生物学评价.结果表明,制备的甘露糖糖基化 PHEMA 膜具有良好的抗垢性能,能够特异性识别和吸附伴刀豆球蛋白A(ConA);糖基化膜能够引起小鼠单核巨噬细胞(RAW 264.7)特异性粘附且具有较低的细胞毒性.提供了一种高分子膜表面糖基化的简单方法,为仿生膜表面的构建以及细胞表面糖参与的生物代谢活动的研究提供了基础.

关键词: 聚甲基丙烯酸-2-羟乙酯 , 乙烯基砜化学 , 糖基化膜 , 蛋白吸附 , 细胞学响应

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