不同管徑TiO2納米管及其微納拓撲結構的構建與性能研究.pdf

1、目前，介入治療仍是治療心血管疾病的有效手段，這就要求植入的醫(yī)用材料具有良好的促內皮恢復的功能。表面圖形化作為一種材料表面改性技術，能夠有效的改進植入材料的性能。此外，在本研究組前期的探索中發(fā)現(xiàn)，通過在TiO2表面構建微納拓撲結構或者修飾細胞外基質，能夠有效的將間充質干細胞(MSCs)定向誘導分化為血管細胞（內皮細胞/類平滑肌細胞），這為心血管植入材料的研究以及血管內皮化的仿生構建提供了一種新的途徑。
　　本文將紫外光刻技術、陽極氧

2、化技術與酸法刻蝕技術相結合制備出的大/小管徑二氧化鈦納米管拓撲結構(Nano-TOPO)樣品作為實驗組，同時將紫外光刻技術和兩次陽極氧化結合制備出的大管徑二氧化鈦納米管拓撲結構(B-Nano-TOPO)樣品、酸法刻蝕制備的溝槽二氧化鈦(TiO2-Groove)樣品、酸性/中性電解液體系陽極氧化制備的小管徑/大管徑二氧化鈦納米管（TiO2-Nano-S/TiO2-Nano-B）樣品以及未做處理的平板二氧化鈦(TiO2-Flat)樣品作為對

3、照組。首先，對各組樣品進行了掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、紅外圖譜分析(FTIR)等材料學表征分析，研究了不同管長TiO2納米管薄膜的機械穩(wěn)定性;其次，對各樣品內皮細胞相容性、平滑肌細胞相容性進行了評價;最后，研究了各樣品對間充質干細胞的短期生長行為及微納拓撲結構對間充質干細胞長期誘導分化的影響。
　　材料學表征表明，樣品中的微米尺寸溝槽的溝寬20μm，脊寬10μm，相對小管徑的ZiO2納米管管徑為30nm，大管徑為1

4、00nm;樣品中ZiO2晶型結構為銳鈦礦相;紅外結果表明樣品表面沒有光刻膠或者陽極氧化電解液的殘留。
　　ZiO2納米管薄膜機械穩(wěn)定性研究顯示，在模擬體內的流體剪切力下作用28天，TiO2納米管的結構沒有被破壞，同時，TiO2納米管在10％左右的拉伸應變條件下具有較好的抗拉性能，結構沒有破壞，在15％及25％的拉伸應變條件下，納米管薄膜有裂紋出現(xiàn)，但均沒有剝落現(xiàn)象。
　　細胞相容性評價結果證明，酸性/中性體系制備的TiO2納

5、米管對內皮細胞的影響無顯著性差異;ZiO2納米管及其拓撲結構對內皮/平滑肌細胞粘附與增殖均具有抑制作用，但平面TiO2納米管對內皮細胞及平滑肌細胞的抑制作用較弱，TiO2納米管微納拓撲結構對平滑肌細胞的抑制作用強烈;Nano-TOPO、B-Nano-TOPO樣品對內皮細胞的取向生長引導作用較弱，但能夠顯著引導平滑肌細胞的生長取向。
　　間充質干細胞實驗結果顯示，大管徑TiO2納米管對MSCs增殖具有抑制作用，相對小管徑的ZiO2納