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壳聚糖改性聚醚醚酮表征及对MC3T3-E1细胞黏附、增殖的影响

         
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背景:聚醚醚酮的生物惰性表面限制了其医学应用,如何提高聚醚醚酮的生物活性亟待解决.目的:分析壳聚糖生物活性涂层改性聚醚醚酮的表面特征及其对MC3T3-E1细胞增殖、黏附的影响.方法:取圆片状聚醚醚酮材料,依次进行NaBH4、3-氨丙基三乙氧基硅烷、戊二醛水溶液及壳聚糖溶液处理,获得壳聚糖生物活性涂层改性的聚醚醚酮材料.使用X射线光电子能谱、扫描电镜、原子力显微镜与全自动接触角测量仪观察化学处理前后聚醚醚酮材料的表面特征.将MC3T3-E1细胞分别接种于聚醚醚酮与壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面,观察细胞的增殖与黏附情况.结果 与结论:①X射线光电子能谱检测显示,聚醚醚酮材料仅含有C、O元素,壳聚糖改性聚醚醚酮材料含有C、O、N、Si元素;壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面的接触角小于聚醚醚酮材料(P<0.05);②扫描电镜下可见,聚醚醚酮材料表面有明显的凹槽状起伏,壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面存在壳聚糖分子,大小为1.0-2.0μm;原子力显微镜下可见,聚醚醚酮材料表面有较多的微小凹坑,大小约为0.1μm,壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面的凹坑增大,大小为0.2-0.5μm,表面粗糙度大于聚醚醚酮材料;③倒置显微镜下可见,壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面的细胞数量多于聚醚醚酮材料(P<0.05);激光共聚焦显微镜下可见,黏附在聚醚醚酮材料表面的细胞伸展性较差、伪足较少、肌动蛋白微丝不明显,黏附在壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面的细胞伸展性较好、伪足较多、肌动蛋白微丝多且明显;④CCK-8实验显示,壳聚糖改性聚醚醚酮材料表面的细胞增殖快于聚醚醚酮材料(P<0.05);⑤结果表明,壳聚糖表面改性增加了聚醚醚酮材料表面的粗糙度和湿润性,促进材料表面MC3T3-E1细胞的增殖、黏附.

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