钛基材料表面磷酸胆碱（PC）化改性及其生物相容性研究

钛基材料作为医用金属材料，由于具有良好的力学性能、生物相容性、耐腐蚀性和优异的加工性能，已成为最具有发展前景的生物材料之一。但它是一种生物惰性材料，植入体内后难于和生物组织形成牢固的结合，而且，由于某些钛合金中,如Ti6Al4V，含有其他对人体有害的化学成分，植入体内后，会产生生物体致敏、致突变、致癌等现象。为提高钛基材料表面的生物相容性以及在植入材料方面的应用，本项目首次提出在钛基材料表面通过化学的方法接枝类磷酸胆碱聚合物进行仿生改性，实现钛基材料表面生物相容性显著提高。本项目所研究的表面仿生改性技术对植入材料的发展具有重要意义，同时对其它生物大分子在金属材表面的固定也具有重要的借鉴和指导作用。

本基金项目围绕钛基材料（包括纯钛、氧化钛、钛合金等）表面通过化学的方法固定磷酸胆碱聚合物，模拟细胞膜的结构特点和功能，实现材料表面仿生改性的目的，提高了钛基材料表面的血液相容性和组织相容性，显著改善了材料表面的生物相容性。. 首先合成了带功能基团（-OH、-NH2等）的有机膦酸，其次，采用碱活化、高温加热、H2O2、阳极氧化等方法，对钛基材料表面进行功能化预处理，通过有机膦酸在钛基材料表面的化学组装，将有机膦酸牢固固定在材料表面，实现材料表面功能化，为表面接枝磷酸胆碱聚合物打下基础；再次，以2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，MPC )为单体，通过原子转移自由基聚合的方法，完成材料表面仿细胞膜改性，通过表面分析、体外、体内实验评价，结果表明：（1）磷酸胆碱仿生改性后的纯钛表面能有效抑制血小板以及纤维蛋白原的黏附和激活，延长凝血时间，表现出良好的血液相容性；体内8周植入试验也表明，仿生改性后的纯钛表面没有引起凝血现象，表面铺满内皮细胞，成功实现了表面内皮功能化；（2）磷酸胆碱仿生改性后的钛氧膜表面能有效抑制血小板以及纤维蛋白原的黏附和激活，延长凝血时间，表现出良好的血液相容性；（3）纯钛经高温氧化后，11-羟基十一烷基膦酸仍能有效地在材料表面固定，实现磷胆碱仿生改性。仿生改性后表面相对于未改性的纯钛表面具有良好的抗凝血性能，能有效抑制血小板在材料表面的粘附。（5）通过阳极氧化的方法，成功地实现了在钛合金表面形成纳米管结构，并利用有机膦酸在表面的化学组装，成功接枝了磷酸胆碱聚合物，实现材料表面仿生改性，血液相容性实现表明，改性后的钛合金表面表现出良好的血液相容性；（4）针对钛基材料表面功能基团的不足，在氧化钛薄膜表面化学固定有机膦酸后，利用有机膦酸带有的功能基团（-OH、-NH2），成功地在材料表面接枝了树枝状分子，获得了多羟基、多氨基的功能性表面，为后续更好地在钛基材料表面接枝磷酸胆碱聚合物创造了有力的条件。血液相容性评价表明，接枝树枝状分子的材料表面能有效抑制血小板、纤维蛋白原的黏附和激活，表现出良好的血液相容性。. 本项目为在生物医用钛基材料表面牢固固定生物活性分子，以及在材料表面实现磷酸胆碱仿生改性，提高材料表面的生物相容性提供了有效手段和方法；为钛基材料在临床上的应