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本论文针对组织工程材料聚乳酸(PLA)的生物相容性问题,模拟细胞膜表面微纳米功能微区分布的结构特点,以生物缔合表面活性剂为手段,分别设计了生物活性分子呈均匀分布以及微米或纳米微区统计分布的聚乳酸表面,并对该修饰表面进行了软骨细胞和成骨细胞相容性的测试。 本文首先以细胞膜表面“糖质衣”阻抗非特异性吸附和特异性协同作用为启示,采用含聚乙二醇(PEG)两亲共聚物和胆固醇复合,通过两亲共聚物的表面自迁移特点,探讨在聚乳酸表面构建PEG桥联憎水性生物分子的新方法。GPC、核磁的表征显示,采用胆固醇PEG引发丙交酯开环聚合制备获得的两亲共聚物具有分子量可控、分布窄的特点。进一步以胆固醇-PEG-PLA两亲共聚物为添加剂,采用表面自组织共混技术成功制备了胆固醇富集的聚乳酸表面。XPS结果表明,胆固醇-PEG-PLA可自迁移到聚乳酸表面富集,富集程度随着PEG链的增长而增大。对改性表面成骨细胞培养的研究显示,胆固醇的存在可以有效促进细胞的粘附与生长。适当链长的桥联PEG有助于成骨细胞的生长和粘附,其中含15个EG单元的改性膜片具有最佳的成骨细胞相容性。该研究为在生物材料表面引入憎水性生物活性分子,研究憎水性生物活性分子对细胞行为的影响提供了一种新的方法。 其次本文以模拟细胞膜表面微米级功能微区分布的结构特点为出发点,通过生物缔合表面活性剂稳定的生物功能微球在聚乳酸表面的复合,设计具有微米级功能微区统计分布的聚乳酸表面。本文通过磺酰氯活化法在表面活性剂PEO-PPO-PEO末端固定了氨基酸或RGD等短肽片段,紫外、红外、核磁证明了该生物缔合表面活性剂的成功制备。以该表面活性剂为乳化剂通过水包油的方法制备了微米级聚乳酸功能微球,扫描电镜及激光共聚焦显微镜显示该微球具有良好的粒径分布,尺寸为2～5μm,生物活性分子稳定的附着在微球表面。 以旋涂的方式在聚乳酸表面有效分散了微球,并通过加热的方式实现了微球与表面的稳定结合,构建了具有功能微区统计分布的表面。细胞培养显示,功能微区对细胞粘附具有诱导作用,细胞倾向于粘附在功能微区区域。通过调节所带生物活性分子种类可以调节细胞行为。碱性氨基酸(arg-plu、lys-plu)和RGD