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石墨烯介導巨噬細胞膜涂層的制備及對鈦種植體防污和免疫調控性能的影響

2024-03-25 02:42雷嘉輝孫小慶張宇佳胡筱琴
高等學?;瘜W學報 2024年3期
關鍵詞:緩沖溶液細胞膜種植體

雷嘉輝,羅 斌,孫小慶,張宇佳,胡筱琴,藍 芳,吳 堯

(1. 四川大學國家生物醫學材料工程技術研究中心,2. 分析測試中心, 成都 610064)

隨著現代醫學的進步,鈦種植體由于能恢復牙齒美觀與咀嚼功能,已成為牙齒缺失患者的首選治療方法之一,因此對于鈦種植體置換的需求也日益增加. 當鈦種植體植入牙床后,宿主蛋白能夠非特異性吸附在鈦種植體表面并引發異物反應. 同時,異物植入引起的過度炎癥反應會導致骨融合不良和鈦種植體失效[1~4]. Li等[5]將納米二氧化鈰涂覆在鈦種植體表面,通過調控納米二氧化鈰的微觀形貌來消除鈦種植體引發的炎癥反應. Chen等[6]將硅烷化抗菌肽GL13K固定在鈦片表面,發現其對M1型巨噬細胞有抑制作用,能有效降低炎癥反應. Yang 等[7]將超支化聚L-賴氨酸共價接枝在鈦基種植體表面,發現種植體在早期具有良好的抗炎能力,并能有效促進骨融合. 因此,在鈦種植體表面進行生物功能化改性對促進骨融合和防止鈦種植體失效至關重要. 由于磷脂雙分子層中豐富的兩性離子以及糖蛋白的空間位阻,細胞膜可提供優良的防生物污染性能[8]. 此外,特定的細胞膜表面標記物可提供特有的生物學功能,如紅細胞膜表面豐富的CD47受體與巨噬細胞表面的信號調節蛋白α受體的相互作用能夠有效減輕炎癥反應[9]. 巨噬細胞是參與免疫調控過程最重要的免疫細胞之一,其中M2型巨噬細胞在抗炎、 組織重塑和前愈合過程中扮演著重要角色[10~13]. 因此,開發M2型巨噬細胞膜涂層的鈦種植體有望解決生物污染和消除炎癥反應等問題.

最近,有報道通過反復浸入干燥的方法將細胞膜簡單地包覆于植入電極表面,植入電極可展現出良好的生物相容性[14]. Tao等[15]直接將豬源透明軟骨浸入細胞膜溶液中,制得細胞膜包被的軟骨,實驗結果顯示其可顯著消除炎癥反應. 然而,上述細胞膜涂層制備技術存在效率低和穩定性差等問題. 鈦種植體的骨融合是一個長期的過程,需要鈦種植體涂層具有良好的穩定性和生物相容性以滿足愈合的需要[16]. 因此,急需開發穩定、 均勻且簡便的細胞膜涂層的制備方法,這將有利于細胞膜包覆的鈦種植體的長期有效性[17].

受貽貝啟發,多巴胺在弱堿性環境下發生自聚,生成含有大量鄰苯二酚結構的聚多巴胺,使其可以吸附在幾乎任何固體物質的表面,形成聚多巴胺層. 其可作為反應“橋梁”,通過邁克爾加成或希夫堿反應在材料表面引入其它功能性基團. 石墨烯因其在材料科學和生物醫學領域的重要應用前景,被認為是一種革命性的材料[18~21]. 研究發現,石墨烯納米片與磷脂分子間存在極強的相互作用力,石墨烯納米片可以直接從活細胞中剝離出細胞膜. 在本課題組的前期工作中,采用層層自組裝技術將石墨烯納米片固定在磁性納米粒子表面,然后通過納米粒子與白細胞共孵育,將白細胞膜修飾于納米粒子表面[22]. 因此,結合聚多巴胺和石墨烯的優勢,有望在鈦種植體表面制備出理想的細胞膜涂層[23,24].

基于此,本文提出了一種在鈦種植體表面簡便制備穩定且均勻的細胞膜涂層的策略(Scheme 1).首先,通過聚多巴胺將石墨烯納米片均勻地修飾在鈦種植體表面,然后借助氧化石墨烯層剝離M2型巨噬細胞膜,制得M2型巨噬細胞膜包覆的鈦種植體. 實驗結果表明,聚多巴胺和石墨烯的有機結合可在宏觀水平上顯著提高M2型巨噬細胞膜涂層的穩定性和均勻性. 與傳統的細胞膜涂層制備方法相比,該策略具有簡便、 高效和穩定等優勢. 所制備的M2型巨噬細胞膜涂層具有細胞膜的生物功能,包括良好的生物相容性和抗蛋白非特異性吸附能力. 同時,在微觀層面上,可以調控巨噬細胞極化為M2型,在免疫調控方面具有消除炎癥和促進組織修復的潛力. 本文提出的石墨烯介導的巨噬細胞膜涂層的制備策略有望成為一個在宏觀水平上擴展細胞膜功能的材料制備平臺,并在植入材料領域展現出廣闊的應用前景.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

鹽酸多巴胺(純度≥98%),上海麥克林生化科技有限公司; 丙酮(純度≥99.8%)、 三羥甲基氨基甲烷(Tris,化學純)、 多聚甲醛(化學純)、 乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)和脂多糖(LPS),成都默克有限公司; 無水乙醇(分析純),成都市科隆化學有限公司; 單層氧化石墨烯(分析純),蘇州碳豐石墨烯科技有限公司; 白介素4(IL-4),蘇州派普泰克生物科技有限公司; 高糖培養基(DMEM)、 胎牛血清(FBS)、 青霉素與鏈霉素(Penicillin-Streptomycin)和磷酸鹽緩沖液(PBS),上海賽默飛世爾科技有限公司; 綠色細胞膜熒光染料(Dio),上海碧云天生物科技有限公司; 一抗(Anti-Mannose Receptor),鹽城市菲亞生物科技有限公司; 羊抗小鼠二抗(Goat Anti-Mouse IgG H&L)、 羊抗兔二抗(Goat Anti-Rabbit IgG H&L),成都正能生物科技有限公司; 牛血清白蛋白(FITC-BSA)和人血清白蛋白(FITC-HAS),西安瑞禧生物科技有限公司; SYBR Green Pro Taq HS 預混型qPCR 試劑盒,揚州艾瑞克生物科技有限公司;FDA/PI雙染細胞毒性檢測試劑盒,貝博生物科技有限公司.

Zeiss ZS880型激光共聚焦顯微鏡(LSCM),德國Zeiss公司; Leica DMi8型倒置熒光顯微鏡,上海徠卡顯微系統貿易有限公司; HORIBA S-4800 型掃描電子顯微鏡(SEM),蘇州塞恩斯儀器有限公司;TY-SDJ80 型水接觸角測量儀,濰坊天研儀器有限公司; VERTEX 70v 型傅里葉變換紅外光譜儀,上海爾迪儀器科技有限公司; Nexsa G2 型X 射線光電子能譜儀(XPS),上海硅儀生化科技有限公司;CIENTZ型超聲波細胞粉碎機,寧波新芝生物科技股份有限公司; MILLI-Q超純水制備儀,成都默克有限公司; Centrifuge 5424R型低溫離心機,上海土森視覺科技有限公司.

1.2 實驗過程

1.2.1 M2型巨噬細胞膜涂層的制備 攪拌條件下將21 mL去離子水(RO水)與9 mL無水乙醇混合,制得體積分數為30%的乙醇溶液. 將90 mg氧化石墨烯分散在30 mL 30%乙醇溶液中,制得分散均勻的石墨烯分散液. 將裸鈦片(直徑14.5 mm,厚度2 mm)依次用240#,400#,800#,1000#和1200#砂紙拋光,然后在超純水(UP 水)、 丙酮、 無水乙醇和UP 水中依次超聲10 min. 將鈦片浸泡在多巴胺溶液(5 mg/mL)中,然后置于搖床上,以200 r/min的頻率振蕩反應24 h. 用RO水洗滌2次,室溫下晾干. 將石墨烯分散液(3 mg/mL)滴加在鈦片表面,于60 ℃烘箱中烘干. 再重復一次上述過程,得到均勻的氧化石墨烯層. 采用IL-4(20 ng/mL)刺激RAW264.7細胞24 h后,用PBS緩沖溶液離心(1200 r/min)洗滌3次; 隨后將M2型巨噬細胞懸液與Ti-PDA-GO材料共振蕩孵育2 h,靜置0.5 h后用PBS緩沖溶液洗滌,最后在Ti-PDA-GO材料表面得到一層致密、 均勻且穩定的M2型巨噬細胞膜涂層.

1.2.2 材料理化性能表征 采用掃描電子顯微鏡在20 kV 電壓下分別觀察Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDAGO-M 材料的微觀形貌(觀察前需進行噴金處理). 使用水接觸角測量儀分別測量Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M材料的水接觸角,分析各修飾涂層的親疏水性. 采用傅里葉紅外光譜和X射線光電子能譜分析各修飾涂層的化學成分和結構.

1.2.3 蛋白非特異性吸附實驗 將Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M材料分別與0.5 mg/mL 的異硫氰酸熒光素標記的牛血清白蛋白(FITC-BSA)和人血清白蛋白(FITC-HAS)在25 ℃下避光振蕩孵育24 h. 隨后用PBS緩沖溶液洗滌,在倒置熒光顯微鏡下觀察各材料表面的熒光信號.

1.2.4 細胞培養 采用高糖培養基、 青霉素-鏈霉素(雙抗)和胎牛血清培養RAW264.7 細胞,所用RAW264.7 細胞代數均在2~10 代以內,置于培養箱中培育. 培養箱條件參數為37 ℃,含5% CO2的空氣,培養條件皆滿足無菌要求.

1.2.5 細胞增殖 將Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M 材料分別與RAW264.7 在24 孔板中培養1,3,5和7 d(初始接種量為104個RAW264.7細胞). 在1,3,5和7 d時,分別取出各材料,用PBS緩沖溶液洗滌后,在37 ℃下用二乙酸熒光素(FDA)染色15 min,再用PBS緩沖溶液洗滌,在共聚焦顯微鏡下觀察各材料表面的熒光信號.

1.2.6 M2型巨噬細胞膜涂層穩定性實驗 采用Dio 對M2型巨噬細胞進行預染色. 用預染后的M2型巨噬細胞膜制備Ti-PDA-GO-M材料,然后在PBS緩沖溶液中浸泡14 d. 分別在1,5和14 d時取出,用PBS緩沖溶液洗滌后,在倒置熒光顯微鏡下觀察Ti-PDA-GO-M材料表面的熒光信號.

1.2.7 實時熒光定量聚合酶鏈式反應 將RAW264.7 細胞接種到24 孔板中(初始接種量為5×105個RAW264.7細胞),分別與Ti,Ti-PDA-GO和Ti-PDA-GO-M材料共孵育24 h(處于100 ng/mL的LPS環境中). 利用TRIZOL法提取每個樣品表面細胞總RNA,隨后逆轉錄為cDNA. 根據設計的引物,按照試劑盒說明書操作,采用實時熒光定量聚合酶鏈式反應檢測細胞表面促炎因子和抗炎因子的表達.

1.2.8 免疫熒光蛋白實驗 將RAW264.7 細胞接種到24 孔板中(初始接種量為5×105個RAW264.7 細胞),分別與Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M 材料共孵育24 h. 其中一組處于含100 ng/mL 脂多糖的環境中,另一組則處于2 mg/mL 脂多糖的環境中. 隨后,在4 ℃下使用質量分數為4%的多聚甲醛固定20 min,然后用PBS 緩沖溶液洗滌2 次,再在4 ℃下用體積分數為0.1% 的triton X-100(免疫染色通透液)透膜,用PBS緩沖溶液洗滌2次,置于質量分數為4%的牛血清白蛋白溶液中,室溫下孵育10 min,在4 ℃下采用一抗孵育12 h,用PBS 緩沖溶液洗滌. 在37 ℃下采用二抗孵育1 h 后用 PBS 緩沖溶液洗滌,隨后在室溫下用細胞核染料(DAPI)染色5 min,用PBS緩沖溶液洗滌,在共聚焦顯微鏡下觀察各個材料表面的熒光信號.

2 結果與討論

2.1 M2型巨噬細胞膜涂層的制備與表征

首先,經拋光處理得到表面光滑、 潔凈的Ti片; 然后,通過多巴胺在Ti片表面自聚,形成一層聚多巴胺層,得到Ti-PDA材料; 隨后,將石墨烯分散液滴加在Ti-PDA材料表面,烘干后得到Ti-PDA-GO材料. 同時,利用IL-4 刺激RAW264.7 細胞,使其極化成M2型. 再利用石墨烯層對磷脂的強相互作用力,將M2型巨噬細胞膜修飾到Ti-PDA-GO 材料表面,得到Ti-PDA-GO-M 材料. 如圖1所示,首先根據側向角散射(SSC)與前向角散射(FSC)排除細胞碎片部分確定RAW264.7細胞范圍P1,隨后排除黏連體得到范圍P2,以正常培養RAW264.7 細胞作為空白對照組. 流式細胞術實驗結果顯示,IL-4 刺激24 h 后的RAW264.7 細胞表面蛋白CD206 有接近92.16%的陽性率,表明超過92%的RAW264.7 細胞已極化成M2型[25,26].

Fig.1 Flow cytometry results of RAW264.7 cells(A) and RAW264.7 cells stimulated by IL-4 for 24 h(B)

采用Dio對M2型巨噬細胞進行預染色,將染色后的M2型巨噬細胞分別與Ti,Ti-PDA和Ti-PDA-GO材料振蕩孵育后,通過倒置熒光顯微鏡觀察各材料表面的熒光信號. 由圖2(A)~(C)可見,與Ti-M和Ti-PDA-M材料相比,Ti-PDA-GO-M材料的綠色熒光信號最強,說明石墨烯可以有效剝離M2型巨噬細胞膜并包覆在材料表面. 同時,整個視野均存在綠色熒光且熒光相對均勻,表明制備的M2型巨噬細胞膜涂層具有良好的均勻性. Image J的熒光半定量結果[圖2(D)]給出同樣的結論. 而細胞膜涂層的穩定性是另一個關鍵因素,將Dio 預染的Ti-PDA-GO-M 材料放置在PBS 緩沖溶液中,并分別在1,5 和14 d考察其表面M2型巨噬細胞膜涂層的穩定性. 由圖3(A)~(C)可見,即使在14 d時Ti-PDA-GO-M材料表面依然有均勻的綠色熒光. Image J的熒光半定量結果[圖3(D)]給出同樣的結論. 這說明材料表面的M2型巨噬細胞膜涂層具有良好的穩定性,在鈦種植體表面生物改性方面展現出一定的應用前景.

Fig.2 Fluorescence images(A—C) and semi-quantitative analysis of the fluorescence images(D)of Ti-M(A, a), Ti-PDA-M(B, b) and Ti-PDA-GO-M(C, c)(D) Error bars represent standard deviation(n=3); *P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001) vs. Ti-M group.

Fig.3 Fluorescence images(A—C), semi-quantitative analysis(D) of the stability of M2 macrophages coating at 1(A), 5(B), and 14 day(C)(D) Error bars represent standard deviation(n=3); *P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001) vs. 1 d group.

由圖4(A)可見,Ti片表面可觀察到清晰的拋光劃痕. 修飾聚多巴胺和石墨烯后,Ti-PDA-GO材料表面可見明顯相對褶皺的石墨烯層. 而包覆M2型巨噬細胞膜后,Ti-PDA-GO-M材料表面的石墨烯層明顯變厚,并且由粗糙變為光滑,說明氧化石墨烯層與細胞膜之間的相互作用能夠促進界面結合,從而成功修飾M2型巨噬細胞膜涂層. 進一步對材料表面的化學成分和結構進行了分析. 由圖4(B)可見,Ti-PDA-GO材料的紅外光譜圖在3300~2500 cm-1處出現羧基O—H鍵的伸縮振動峰,在1750~1700 cm-1處出現羧基C=O鍵的伸縮振動峰,這些特征峰均歸屬于氧化石墨烯,證明以聚多巴胺作為橋梁修飾了氧化石墨烯層. 而在Ti-PDA-GO-M 材料的紅外光譜圖中出現PO2-的特征峰(1068 cm-1),側面證明Ti-PDA-GO-M材料表面存在磷脂雙分子層結構. 采用X射線光電子能譜考察了材料表面元素組成,進一步確定材料表面細胞膜涂層的存在. 由圖4(C)可見,Ti片的X射線光電子能譜中主要有O1s(529.35 eV),C1s(285.20 eV)和Ti2p(458.27 eV)的信號峰; 而在Ti-PDA-GO材料的能譜中C1s的信號峰強度發生了顯著增強,同時Ti2p的信號峰消失,證明聚多巴胺和石墨烯層完全將Ti片表面覆蓋. 修飾M2型巨噬細胞膜涂層后,在Ti-PDA-GO-M材料的能譜中可觀察到O1s信號峰強度顯著下降,而N1s信號峰強度顯著增加,同時能譜中出現P2p(133.25 eV)的信號峰,證明M2型巨噬細胞膜已修飾在Ti-PDA-GO 材料表面.

Fig.4 SEM images(A—C), IR spectra(D) and X-ray photoelectron energy spectra(E) of Ti(A),Ti-PDA-GO(B) and Ti-PDA-GO-M(C)Insets of (A—C): magnification SEM images of Ti,Ti-PDA-GO and Ti-PDA-GO-M.

2.2 M2型巨噬細胞膜涂層的防污性能研究

材料的防污能力與其表面的親疏水性質密切相關. 由水接觸角表征結果(圖5)可見,Ti 片的水接觸角約為95°,呈現顯著的疏水性質. 修飾聚多巴胺和石墨烯后,Ti-PDA-GO材料的水接觸角下降到約50°,疏水性有所改善. 而包覆了親水性的細胞膜涂層后,Ti-PDA-GO-M材料的水接觸角繼續下降至約28°,呈現良好的親水性.親水性的表面能在鈦種植體周圍形成一個水合層,從而使其具備一定的防污性能[27,28].

Fig.5 Water contact angle of Ti, Ti-PDA-GO and Ti-PDA-GO-MError bars represent standard deviation(n=3); *P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001) vs. Ti group.

對于植入材料而言,宿主蛋白的非特異性吸附會促進血小板的黏附,進而引發炎癥反應,甚至導致植入材料失效[29]. 因此,評價鈦種植體抗蛋白非特異性吸附性能至關重要. 實驗采用FITC-BSA和FITC-HSA作為典型的模型蛋白,評估了材料的抗蛋白非特異性吸附性能. 將熒光標記的模型蛋白分別與Ti,Ti-PDA-GO和Ti-PDA-GO-M材料避光振蕩孵育24 h,通過倒置熒光顯微鏡觀察了各材料表面的熒光信號. 由圖6(A)~(F)可見,Ti片表面可觀察到極強的熒光信號,說明Ti片對牛血清白蛋白和人血清白蛋白均有較強的吸附性. Image J的熒光半定量分析結果如圖6(G)和(H)所示,Ti-PDA-GO和Ti-PDA-GO-M材料表面的熒光強度很低,說明其幾乎不吸附牛血清白蛋白和人血清白蛋白. 由圖6(I)可見,Ti-PDA-GO材料表面的氧化石墨烯層使材料帶負電,牛血清白蛋白和人血清白蛋白在PBS緩沖溶液中也帶負電. 根據電磁理論,同極相互排斥. 因此,Ti-PDA-GO材料可以抵抗帶負電蛋白的非特異性吸附. Ti-PDA-GO-M材料由于表面修飾了均勻的M2型巨噬細胞膜涂層,使其同樣帶負電,再加上其磷脂雙分子層中豐富的兩性離子,呈現出幾乎不吸附牛血清白蛋白和人血清白蛋白的性質,表現出更優異的抗蛋白非特異性吸附性能.

Fig.6 Fluorescence images(A—F) and semi-quantitative analysis of the fluorescence images(G, H)of BSA(A—C, G) and HAS(D—F, H) and zeta potential(I) on Ti(A, D, a), Ti-PDA-GO(B, E,b) and Ti-PDA-GO-M(C, F, c)(G—I) Error bars represent standard deviation(n=3); *P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001) vs. Ti group.

2.3 M2型巨噬細胞膜涂層的生物相容性

在實際臨床應用中評估鈦種植體對周圍細胞活力的影響至關重要. 本文選擇RAW 264.7細胞作為研究對象. 將其分別與Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M 材料共孵育7 d. 分別在1,3,5 和7 d 采用FDA 對RAW 264.7 細胞骨架染色,利用共聚焦顯微鏡觀察了材料表面的熒光信號并分析細胞增殖狀態. 由圖7可見,從1 d到7 d,Ti,Ti-PDA-GO和Ti-PDA-GO-M材料表面的熒光信號均呈現由低到高的趨勢,但Ti-PDA-GO材料的熒光信號增幅較小,Ti-PDA-GO-M材料的熒光信號增幅最大. 由圖8可見,Image J 的半定量分析給出相同的結論,說明Ti-PDA-GO-M 材料的M2型巨噬細胞膜涂層有利于RAW264.7細胞的增殖,為鈦種植體提供了優異的生物相容性.

Fig.7 Fluorescence images of RAW264.7 cell proliferation on Ti(A—D), Ti-PDA-GO(E—H) and Ti-PDA-GO-M(I—L) at 1(A, E, I), 3(B, F, J), 5(C, G, K), and 7 d(D, H, L)

2.4 M2型巨噬細胞膜涂層的免疫調控性能

巨噬細胞的極化對調節鈦種植體周圍的炎癥至關重要. 選擇RAW264.7細胞為研究對象,在炎癥環境下分別分析了Ti,Ti-PDA-GO和Ti-PDA-GO-M材料對RAW264.7細胞極化的影響,探究了M2型巨噬細胞膜涂層是否具有優異的免疫調控性能. 首先,利用LPS刺激RAW264.7細胞構建炎癥環境,再分別將Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M 材料與細胞共孵育24 h,探究RAW264.7 細胞表型的變化. 利用RT-qPCR分析了典型的M2型巨噬細胞相關標記物白細胞介素10(IL-10)和白細胞介素受體-1受體拮抗劑(IL-1ra)以及M1型巨噬細胞相關標記物腫瘤壞死因子α(TNF-α)和誘導型一氧化氮合酶(iNOS)的表達情況[30].

由圖9 可見,與Ti 和Ti-PDA-GO 材料相比,Ti-PDA-GO-M 材料中M2型巨噬細胞標記物IL-10 和IL-1ra的表達量均顯著上升,而M1型巨噬細胞標記物TNF-α和iNOS的表達量則顯著下降,表明在炎癥環境下Ti-PDA-GO-M材料可有效促進RAW264.7細胞向M2型極化. 同時,與Ti片相比,Ti-PDA-GO材料中TNF-α和iNOS 的表達量明顯升高,表明在炎癥環境下氧化石墨烯層會在一定程度上促進RAW 264.7 細胞向M1型極化. 通過免疫熒光蛋白實驗,進一步分析了Ti,Ti-PDA-GO 和Ti-PDA-GO-M 材料分別與RAW 264.7 細胞共孵育24 h 后抗炎因子與促炎因子的變化. 由圖10 可見,與Ti 和Ti-PDA-GO材料相比,Ti-PDA-GO-M材料中M2型巨噬細胞標記物CD206的紅色熒光最強,而代表M1型巨噬細胞標記物iNOS的綠色熒光最弱,表明M2型巨噬細胞膜涂層賦予了鈦種植體優異的免疫調控能力.

Fig.9 The relative mRNA expression levels of iNOS and TNF-α(A), IL-10 and IL-1ra(B)in Ti, Ti-PDA-GO and Ti-PDA-GO-M after 24 hError bars represent standard deviation(n=3); *P<0.05,**P<0.01,***P<0.001,****P<0.0001) vs. Ti group.

Fig.10 Fluorescence images of iNOS(A—C) and CD206(D—F) in Ti(A, D), Ti-PDA-GO(B, E) and Ti-PDA-GO-M(C, F) after 24 h

3 結 論

建立了一種以聚多巴胺和石墨烯層作為“橋梁”,在鈦種植體表面構建天然細胞膜涂層的策略. 在聚多巴胺和石墨烯的共同作用下,保證了M2型巨噬細胞膜涂層的均勻性和穩定性. 由于M2型巨噬細胞膜獨特的性質,采用M2型巨噬細胞膜涂層包覆鈦種植體表面進行生物功能化改性. 此涂層賦予鈦種植體優異的生物相容性、 抗生物污染以及免疫調控性能. 實驗結果表明,M2型巨噬細胞膜涂層修飾的鈦種植體可有效阻止蛋白非特異性的吸附. 同時,在炎癥環境下能有效促進RAW264.7細胞極化至M2型并分泌抗炎因子,降低植入物感染炎癥的風險. 這種簡單且通用的細胞膜涂層制備策略可應用于不同的生物材料以在宏觀水平上實現細胞膜的物化,在鈦種植體表面改性工程中具有較大的應用前景.

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