合作客户/
拜耳公司 |
同济大学 |
联合大学 |
美国保洁 |
美国强生 |
瑞士罗氏 |
相关新闻Info
推荐新闻Info
LB膜技术在生物基材料改性中的应用
来源:中国生物工程杂志 浏览 12 次 发布时间:2025-07-09
LB膜技术在生物基材料改性方面也发挥着重要作用,通过在生物基材料表面构建LB膜,可以改善材料的表面性质,如提高疏水性或亲水性,从而影响材料的生物相容性和功能性。邱宁建立了一种利用LB膜技术制备胶原蛋白肽覆层生物材料的方法,解决了羟基磷灰石材料强度和韧性低的问题。首先,通过碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶将胶原蛋白酶解为分子量在200~5 000 Da之间的胶原蛋白肽;然后,使用LB膜技术成功制备了胶原蛋白肽单分子层,并将其覆层到羟基磷灰石片上。通过原子力显微镜(atomic force microscope,AFM)对覆层材料进行表征,并对其理化性能进行分析;评估该覆层材料的生物性能,MC3T3-E1细胞培养结果显示,胶原蛋白肽覆层材料能够促进细胞增殖,显示出良好的生物兼容性和生物活性,这为开发新型医用生物覆层材料提供了理论基础和技术支持。
LB膜技术还被用来制备具有特殊功能的涂层,如抗菌涂层、药物释放涂层等,以满足特定的应用需求。此外,LB膜技术还可以用于开发药物递送系统,通过控制膜的孔隙率和表面特性,可以设计出能够有效负载和释放药物的载体。Li等通过LB膜制备叶酸修饰的脂质双层,将其包覆在介孔二氧化硅纳米颗粒(FA-LB-MSNs),用于共同装载紫杉醇(Ptx)和丹参酮IIA(TanIIA),以治疗急性早幼粒细胞白血病(acute promyelocytic leukemia,APL)。因介孔二氧化硅纳米颗粒具有较大的比表面积和可调的孔隙结构,适合装载多种药物,在介孔二氧化硅纳米颗粒表面包覆一层脂质双层膜,通过LB膜技术控制脂质双层膜的孔隙率和表面特性,优化药物的释放行为和生物相容性,开发了一种有效的药物递送系统,不仅提高了药物的靶向能力和治疗效果,还减少了对正常细胞的毒性。实验结果证实了Ptx和TanIIA在治疗APL时的协同治疗效果,并证明了FA-LB-MSNs作为共载药物的纳米载体在主动靶向治疗肿瘤方面的优越性。该药物递送系统不仅提高了药物的疗效,而且减少了副作用,为治疗APL提供了一种潜在的新策略。
在材料表面沉积LB膜,不仅可调节表面特性,还能用于研究细胞与材料表面的相互作用,如通过负载特定的生物分子影响细胞黏附、增殖和分化。Faria等利用可调性质的LB膜技术在钛合金表面上制备不同类型的磷酸钙(calcium phosphate,CaP)涂层,考察其对骨矿化和成骨细胞生长能力的影响。所采用的磷脂包括二十六碳基磷脂酸(dihexadecyl phosphate,DHP)和十八碳基磷酸酯酸(octadecylphosphonic acid,OPA),它们各自带有负电荷的磷酸基团,但DHP具有两个碳链,而OPA只有一个。研究结果表明,随着Ca2+离子浓度的变化,这两种磷脂介导下形成的CaP涂层表现出不同的表面形态、粗糙度和润湿性。通过使用LB膜来调节CaP涂层,控制羟基磷灰石(hydroxyapatite,HAp)涂层的钙离子含量和表面形态,使其生长具有可调纳米结构,并研究不同表面对骨细胞增殖和矿化的影响。结果表明,不同的表面组成和物理化学特性会对骨细胞行为产生不同的影响,体外培养的成骨细胞实验显示,这些不同结构的涂层对细胞的生物活性有显著影响。具体来说,OPA/HAp涂层在早期降低细胞活力,在第14天时促进细胞生长,而DHP/HAp涂层则在整个培养过程中持续提高细胞活力。未矿化的LB膜涂层对细胞的负面影响更大,提示了矿化过程对于促进细胞与材料间的相互作用的重要性。利用LB膜特定磷脂分子调控CaP晶体生长的策略来优化植入物表面性能,以期增强骨整合并改善生物材料的生物相容性和功能性。Chen等在商业纯钛表面成功地沉积了肝素和胶原蛋白组成的多层膜,旨在提高钛的血液兼容性。通过体外实验评估了这种多层膜对血小板黏附与激活的影响以及其抗凝血性能,结果显示相比于未处理的钛,该多层膜显著降低了血小板的黏附和激活,并延长了活化部分凝血活酶时间和凝血酶时间。考虑到胶原在促进细胞黏附和增殖方面的作用,该多层膜有望改善心血管植入物的体内生物相容性和减少血栓形成的危险,为开发具有改进血液兼容性的心血管植入物提供了理论基础和方法支持。
LB膜技术在生物基材料改性中的应用广泛且多样,通过在生物基材料表面构建结构可控的涂层,显著改善了材料的表面性质。利用LB膜技术可以在生物基材料表面形成结构可控的涂层,从而提高材料的疏水性或亲水性;通过改变生物基材料表面的结构与微环境,LB膜技术能够使材料具备良好的血液相容性和细胞相容性,能够确保材料在体内使用时的安全性和有效性;通过控制膜的孔隙率和表面特性,LB膜技术可以在生物基材料表面制备具有特殊功能的涂层,形成用于抗菌、药物释放等多种新型材料。随着技术的不断发展和完善,未来会有更多的生物基改性材料被开发出来,拓展LB膜技术在各个领域的应用前景。