聚醚醚酮表面的親水改性和膠原蛋白固定化

孫　輝, 于慶松, 楊　彪, 許國(guó)志

(1. 北京工商大學(xué)材料與機(jī)械工程學(xué)院, 2. 國(guó)家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京), 北京 100048)

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聚醚醚酮表面的親水改性和膠原蛋白固定化

孫輝1,2, 于慶松1, 楊彪1, 許國(guó)志1,2

(1. 北京工商大學(xué)材料與機(jī)械工程學(xué)院, 2. 國(guó)家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京), 北京 100048)

摘要采用紫外光接枝法對(duì)聚醚醚酮(PEEK)表面進(jìn)行化學(xué)修飾和生物分子固定化. 首先向PEEK表面引入親水性的丙烯酰胺, 并以此為反應(yīng)位點(diǎn)通過戊二醛將膠原和膠原蛋白固定在PEEK表面. 用接觸角測(cè)定儀、 掃描電鏡、 熒光標(biāo)記和X射線光電子能譜等對(duì)改性薄膜進(jìn)行了表征. 結(jié)果表明, PEEK上丙烯酰胺的接枝密度高達(dá)50.9 μg/cm2; 改性薄膜表面浸潤(rùn)性顯著提高, 水接觸角最低降至(22±3)°. 熒光標(biāo)記膠原固定的PEEK薄膜熒光發(fā)射光譜強(qiáng)度最高, 并在X射線光電子能譜中檢測(cè)到N元素, 表明膠原已固定化, 固定膠原蛋白的濃度為10.2 μg/cm2.

關(guān)鍵詞聚醚醚酮; 膠原; 表面修飾; 熒光標(biāo)記

特種工程塑料聚醚醚酮(PEEK)的彈性模量與皮質(zhì)骨的彈性模量接近, 并且具有優(yōu)異的力學(xué)性能及密度適中、 射線可透過、 化學(xué)穩(wěn)定性好、 可反復(fù)消毒和磁共振掃描不產(chǎn)生偽影等優(yōu)良性能, 已廣泛用于外傷、 整形手術(shù)、 脊椎及關(guān)節(jié)外科內(nèi)植物等醫(yī)用領(lǐng)域[1,2]. 20世紀(jì)80年代末PEEK首先被應(yīng)用于骨科創(chuàng)傷內(nèi)固定器械及股骨柄假體, 隨后美國(guó)AcroMed公司將PEEK應(yīng)用于椎間融合器[3]. 雖然PEEK在醫(yī)療領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用空間, 但其本身的生物惰性和低表面能使其不利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng), 使應(yīng)用受到限制[2]. 高分子表面修飾和生物分子固定化能夠有效改善材料的生物相容性. 我們?cè)芯苛薖EEK的表面修飾和生物分子固定化, 通過接枝聚合反應(yīng)向PEEK表面引入活性官能團(tuán)[4], 繼而實(shí)現(xiàn)了肝素[5]、 牛血清白蛋白[6]和殼聚糖的固定化[7]. Ⅰ型膠原是動(dòng)物體中細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分之一, 能夠有效促進(jìn)細(xì)胞黏附和增殖[8～10]. 馬祖?zhèn)サ萚10]在聚-L-乳酸(PLLA)膜表面接枝聚甲基丙烯酸(PMAA), 并以水溶性的碳二亞胺作為縮合劑, 通過PLLA-g-PMAA表面的羧基和膠原分子中的氨基發(fā)生縮合反應(yīng), 將Ⅰ型膠原接枝在PLLA表面. 改性后的材料表面更接近組織細(xì)胞生長(zhǎng)的微環(huán)境, 細(xì)胞培養(yǎng)結(jié)果表明, 改性后的PLLA膜表面軟骨細(xì)胞的鋪展充分, 分布均勻, 且細(xì)胞增長(zhǎng)速度明顯提高.

紫外輻照能有效提高PEEK表面的親水性, 有助于改善其表面的細(xì)胞親和性[11]. 本文采用紫外光接枝聚丙烯酰胺, 并用戊二醛固定Ⅰ型膠原或膠原蛋白, 用X射線光電子能譜和熒光光譜等表征改性表面. 有望通過簡(jiǎn)便的光接枝手段, 拓展PPEK的應(yīng)用領(lǐng)域.

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器

PEEK薄膜, 英國(guó)ICI Vitrex公司產(chǎn)品, 結(jié)構(gòu)式見Scheme 1 . 丙烯酰胺(AAm)、 戊二醛(質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%水溶液)、 磷酸二氫鉀和十二水合磷酸氫二鈉, 分析純, 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司; 硫酸亞鐵銨、 無水碳酸鈉、 碳酸氫鈉和丙酮, 分析純, 北京化工廠; 膠原Ⅰ型(Col), Sigma公司; 膠原蛋白Ⅰ型(HC), 分子量為2000～6000, 上海源葉生物科技有限公司; 十二烷基硫酸鈉, 化學(xué)純, 北京益利精細(xì)化學(xué)品有限公司; 異硫氰酸熒光素FITC, Sigma公司.

紫外燈(高壓汞燈), 功率1000 W ; SK2510HP型超聲波清洗器, 上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司; 透析袋, 截留分子量1000; OCA35型視頻光學(xué)水接觸角測(cè)量?jī)x, 德國(guó)Data physics instruments GmbH; 掃描電子顯微鏡(SEM), 捷克TESCAN VEGAII公司; UV-2450型紫外可見分光光度計(jì), 日本Shimadzu公司; FluroMax-4NIR型熒光分光光度計(jì), 美國(guó)HORIBA Jobin Yvon Inc; ESCALAB 250型X射線光電子能譜儀(XPS), 美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司.

1.2實(shí)驗(yàn)過程

1.2.1膠原蛋白的熒光標(biāo)記用0.1 mol/L乙酸溶液配制濃度為0.5 mg/mL的膠原分散液, 在室溫下磁力攪拌6 h后, 于4 ℃保存?zhèn)溆?

用0.5 mol/L, pH=9.0的碳酸鹽緩沖液配制濃度為0.5%的膠原蛋白溶液, 于4 ℃保存?zhèn)溆? 在避光條件下向0.5%的膠原蛋白溶液中加入10 mg異硫氰酸熒光素(FITC), 攪拌后, 于4 ℃反應(yīng)48 h. 然后用截留分子量為1000的透析袋進(jìn)行透析, 透析液為0.01 mol/L, pH=7.2的磷酸鹽緩沖液(PBS緩沖液). 在4 ℃下, 透析72 h, 每8 h換1次透析液.

1.2.2膠原及膠原蛋白的固定將PEEK薄膜剪成大小為20 mm×30 mm的薄膜, 并依次用丙酮、 乙醇和去離子水經(jīng)超聲波清洗干凈, 在室溫下晾干. 將預(yù)處理后的膜浸泡在10 mg/mL二苯甲酮(BP)的丙酮溶液中10 min, 避光條件下晾干, 得到表面涂敷有二苯甲酮的PEEK 薄膜.

將預(yù)處理后的PEEK薄膜或BP處理的薄膜分別浸入0.25, 0.50, 0.75, 1.00 和1.25 mol/L 的丙烯酰胺水溶液[含有阻聚劑硫酸亞鐵銨FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O, 與丙烯酰胺質(zhì)量比為1∶60]中, 在紫外燈下輻照一定時(shí)間, 得到PEEK-PAAm膜. 將PEEK-PAAm膜依次用去離子水和乙醇洗滌, 并在陰暗處室溫晾干.

用0.1 mol/L, pH=7.4的PBS緩沖液配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的戊二醛溶液. 在避光條件下, 將PEEK-PAAm膜浸入其中2 h, 得到PEEK-GA膜, 再用大量去離子水沖洗掉表面吸附的戊二醛.

將PEEK-GA膜浸入上述制備好的膠原分散液、 膠原蛋白溶液或膠原蛋白FITC標(biāo)記液中, 在4 ℃下反應(yīng)24 h, 形成PEEK-Col, PEEK-HC或PEEK-HC-FITC膜. PEEK-Col膜分別用0.01 mol/L的十二烷基硫酸鈉(SDS)溶液及去離子水清洗30 min后晾干; PEEK-HC膜用去離子水清洗30 min后晾干; PEEK-HC-PEEK膜用去離子水在避光條件下洗滌30 min后晾干.

1.2.3丙烯酰胺的接枝密度測(cè)定參照文獻(xiàn)[12]方法, 將接枝薄膜浸入鹽酸中, 使PEEK-g-PAAm中—CONH2水解成—COOH和NH2, 水解液用NaOH中和后加入0.12 mol/L的茚三酮, 測(cè)定溶液在570 nm處的透光率, 由此得到NH3含量, 再通過與純PAAm的校準(zhǔn)曲線對(duì)比, 得到接枝PAAm的含量.

2結(jié)果與討論

2.1PEEK表面的丙烯酰胺接枝聚合和膠原及膠原蛋白固定化

通過紫外光接枝向PEEK表面引入親水性丙烯酰胺(AAm), 并以此為反應(yīng)位點(diǎn)進(jìn)一步鍵合戊二醛(GA). 膠原或膠原蛋白反應(yīng)通過與固定劑戊二醛反應(yīng)實(shí)現(xiàn)其在PEEK表面的固定化. 反應(yīng)過程見Scheme 2.

根據(jù)紫外光引發(fā)的光接枝反應(yīng)原理, 芳香酮及其衍生物在紫外輻照下激發(fā)到單線態(tài), 由于單線態(tài)壽命很短, 迅速竄躍到三線態(tài), 隨后三線態(tài)奪取基材表面氫原子, 生成羰基游離自由基, 同時(shí)在基材表面生成烷基自由基, 引發(fā)丙烯基單體丙烯酰胺聚合[13]. 由于PEEK具有類二苯甲酮結(jié)構(gòu), 在無二苯甲酮光引發(fā)劑存在下, UV輻照可以生成半二苯甲酮自由基引發(fā)接枝聚合[14～16].

戊二醛是蛋白質(zhì)在丙烯酰胺接枝材料表面固定的有效偶聯(lián)劑. 戊二醛與丙烯酰胺接枝聚醚醚酮膜的酰胺基反應(yīng)生成席夫堿, 將戊二醛連接在PEEK表面; 然后膠原蛋白的氨基繼續(xù)與戊二醛上醛基反應(yīng)實(shí)現(xiàn)膠原蛋白在PEEK表面的固定[17].

2.2PEEK-PAAm的表面潤(rùn)濕性

采用自引發(fā)方式, 在無BP存在下進(jìn)行紫外光引發(fā)表面接枝反應(yīng), 阻聚劑硫酸亞鐵銨與丙烯酰胺單體質(zhì)量比為1∶60. 不同丙烯酰胺單體濃度下, PEEK-PAAm膜的水接觸角在一定時(shí)間范圍內(nèi)均隨紫外輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而降低[圖1(A)], 達(dá)到最低點(diǎn)后, 水接觸角幾乎不再隨紫外輻照時(shí)間而變化; 丙烯酰胺單體濃度分別為0.25, 0.50, 0.75, 1.00和1.25 mol/L時(shí), 對(duì)應(yīng)PEEK-PAAm膜的水接觸角達(dá)到最低值時(shí)的輻照時(shí)間分別為9, 6, 6, 6和3 min, 且水接觸角的最低值均為(22±3)°.

水接觸角達(dá)到最低值時(shí)所需輻照時(shí)間隨丙烯酰胺單體濃度的提高而縮短; 提高丙烯酰胺單體濃度與延長(zhǎng)紫外輻照時(shí)間對(duì)接觸角的影響具有等效性. 中等丙烯酰胺單體濃度(0.50, 0.75和1.00 mol/L)下, 水接觸角均在6 min達(dá)到最低值. 可見, 在中等濃度時(shí), PEEK-AAm膜的水接觸角主要受紫外輻照時(shí)間的影響, 而受丙烯酰胺單體濃度的影響較小.

Okada等[11]的研究顯示, 簡(jiǎn)單的紫外輻照引起的PEEK表面官能團(tuán)的變化等同于等離子體改性: 1和6 h輻照后, PEEK的水接觸角分別下降到60.9°和61.4°. 成骨細(xì)胞的培養(yǎng)結(jié)果表明, 輻照后的PEEK細(xì)胞相容性顯著改善.

2.3二苯甲酮的影響

選擇丙烯酰胺單體濃度為0.5 mol/L, 改變紫外輻照時(shí)間, 研究光引發(fā)劑二苯甲酮(BP)對(duì)丙烯酰胺聚合的影響[圖1(B)]. 在無BP存在下, 在輻照時(shí)間為6 min時(shí), PEEK-PAAm膜的水接觸角達(dá)到最低值, 此后, 接觸角的角度隨輻照時(shí)間的延長(zhǎng)變化很小; 在BP的存在下, 輻照時(shí)間為3 min時(shí), PEEK-PAAm膜的水接觸角即達(dá)到最低值, 此后, 接觸角隨輻照時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)略有升高, 12 min時(shí)達(dá)到30°左右. 由于光引發(fā)劑BP加快了丙烯酰胺在PEEK上的接枝反應(yīng)速度, 使其在較短的時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到接觸角的最低值. 同時(shí), BP也使PEEK分子鏈的穩(wěn)定性降低, 在紫外輻照條件下加快了PEEK的降解, 使分子鏈中疏水性基團(tuán)暴露出來, 所以PEEK-PAAm膜的水接觸角在達(dá)到最低值后又隨紫外輻照時(shí)間的延長(zhǎng)而有所升高. 在不加BP的情況下, PEEK-PAAm膜水接觸角隨輻照時(shí)間的變化示于圖2.

因此, 采用PEEK自引發(fā)光接枝, 選擇丙烯酰胺單體濃度為0.5 mol/L, 輻照時(shí)間為6 min, 硫酸亞鐵銨與丙烯酰胺單體質(zhì)量比為1∶60, 作為最佳實(shí)驗(yàn)條件.

在有、 無BP存在下, PEEK上PAAm的接枝密度均隨紫外輻照時(shí)間的增加而增加(圖3). 反應(yīng)3 min內(nèi), 接枝密度增加很快, 并在6 min時(shí)達(dá)到最大, 分別為50.9和50.2 μg/cm2. 這一變化與接觸角的變化規(guī)律一致.

2.4表面形貌

PEEK及其改性膜的SEM形貌如圖4所示. 未改性PEEK膜表面平整均勻[圖4(A)], 而PEEK-PAAm膜表面粗糙, 且有很多紋理[圖4(B)], 推測(cè)其為丙烯酰胺接枝層.不規(guī)則條紋可能由2個(gè)因素共同作用: (1)PEEK表面聚丙烯酰胺聚合度不同導(dǎo)致接枝層的厚度不同, 從而形成了不規(guī)則條紋; (2)丙烯酰胺在PEEK膜表面不同區(qū)域分別形成了不同的接枝層, 各接枝層之間按發(fā)生反應(yīng)的先后順序會(huì)在交界處產(chǎn)生一定程度的重疊, 導(dǎo)致條紋產(chǎn)生; 相比而言, PEEK-GA膜表面比較光滑平整, 條紋表面也變得圓潤(rùn), 并觀測(cè)到絮狀接枝物[圖4(C)]. 膜表面變得光滑平整, 可能是因?yàn)樾》肿游於﹩螌渔I合到PEEK-AAm膜表面, 覆蓋了原來粗糙的表面. 絮狀接枝物可能是由于戊二醛與表面聚合度較高的PAAm共價(jià)接枝產(chǎn)生, 間接證明了戊二醛的引入; PEEK-Col膜表面觀測(cè)到大量大小相近的點(diǎn)狀接枝物; PEEK-HC膜表面極度粗糙, 并在薄膜表面形成了大量的點(diǎn)狀、 條狀、 片狀薄層, 這些形貌的變化預(yù)示著膠原蛋白和膠原的固定化.

2.5改性膜的浸潤(rùn)性

PEEK, PEEK-AAm, PEEK-GA, PEEK-Col和PEEK-HC的接觸角分別為83°, 22°, 42°, 33°和20°. 可見, 未改性PEEK親水性差, 水接觸角最高. 可以推斷, 酰胺基的親水性要強(qiáng)于醛基; 膠原蛋白中含有親水性的氨基、 羧基或羥基等基團(tuán), 因而PEEK-Col膜具有較強(qiáng)的親水性, 且其水接觸角低于PEEK及PEEK-GA膜; PEEK-PAAm膜與PEEK-Col膜之間親水性的差異是由于作為生物大分子的膠原蛋白中的各種氨基酸之間通過氨基與羧基的脫水縮合形成了大量肽腱, 使親水性基團(tuán)含量降低, 因而PEEK-PAAm膜表面親水性基團(tuán)(氨基)的密度會(huì)大于PEEK-Col膜表面親水性基團(tuán)(氨基、 羧基或羥基), 所以PEEK-PAAm膜的親水性強(qiáng)于PEEK-Col膜. 根據(jù)水解膠原蛋白分子量的不同, 親水性的氨基和羧基的含量也有所不同, 分子量越小, 氨基與羧基間脫水縮合的數(shù)量則越少, 親水性基團(tuán)含量越高, 親水性越好. 本文采用的水解膠原蛋白分子量為2000～6000, 分子量較小, 親水性的氨基與羧基含量較高, 因此PEEK-HC膜表面存在大量親水性的氨基、 羧基或羥基, 而且羧基的親水性優(yōu)于氨基, 因此PEEK-HC比其它接枝膜的水接觸角都低.

表面浸潤(rùn)性是材料生物相容性的影響因素之一[18,19]. 等離子體表面改性方法已用于提高PEEK表面親水性[11,20,21]. 研究表明, 紫外輻照后PEEK親水性的提高有效改善了PEEK表面與鼠成骨細(xì)胞的親和性[11]. 本文結(jié)果表明, 光引發(fā)丙烯酰胺接枝PEEK的接觸角低至22°, 遠(yuǎn)低于文獻(xiàn)報(bào)道的簡(jiǎn)單UV輻照改性PEEK的接觸角(～61°), 有效實(shí)現(xiàn)了PEEK的親水改性, 也為生物分子進(jìn)一步固定化提供了反應(yīng)位點(diǎn).

2.6熒光分析

用紫外可見分光光度計(jì)檢測(cè)水解膠原蛋白FITC標(biāo)記液(HC-FITC)的吸收光譜, 結(jié)果示于圖5. 可見標(biāo)記液在480 nm左右達(dá)到最大吸收值. 用熒光分光光度計(jì)檢測(cè)PEEK薄膜及其不同接枝膜的熒光發(fā)射光譜, 激發(fā)波長(zhǎng)選擇480 nm, 其熒光發(fā)射光譜如圖6所示.

由于PEEK分子中含有熒光基團(tuán)苯環(huán), 具有一定的熒光效應(yīng)[22,23], 所以PEEK空白膜會(huì)檢測(cè)出一定的熒光發(fā)射光譜(圖6譜線c). 圖6譜線a和b分別對(duì)應(yīng)于PEEK-AAm膜和PEEK-GA膜的熒光發(fā)射譜, 這2種膜表面由于分別接枝了無熒光效應(yīng)的PAAm和PAAm-GA, 因此熒光效應(yīng)較弱, 并且相差無幾.

圖6譜線d為PEEK-Col膜的熒光發(fā)射譜. 組成蛋白質(zhì)的基本氨基酸有20多種, 而蛋白質(zhì)中所含的芳香族氨基酸(苯丙氨酸, 色氨酸和酪氨酸殘基)在無任何外部因素影響的條件下, 本身具有一定的熒光性[24～26]. 其相對(duì)熒光強(qiáng)度比為100∶9∶0.5[27]. 構(gòu)成膠原蛋白分子的18種氨基酸中沒有色氨酸, 而苯丙氨酸在絕大多數(shù)條件下不被激發(fā)或者吸收強(qiáng)度很低, 很少能觀察到苯丙氨酸的發(fā)射, 因此膠原蛋白的內(nèi)源熒光主要來自酪氨酸的貢獻(xiàn)[28]. 由于芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸殘基)在膠原蛋白分子上只有較低的吸收和熒光量子產(chǎn)率, 所以相比于膠原蛋白或水解膠原蛋白外接熒光探針, 其固有的熒光效應(yīng)較弱[29]. 圖6譜線e為PEEK-HC-FITC膜的熒光發(fā)射譜, 由于其表層接枝有熒光探針FITC標(biāo)記的膠原蛋白, 因此PEEK-HC-FITC膜在所有樣品膜中熒光效應(yīng)最強(qiáng), 表明了膠原蛋白已固定.

2.7表面元素分析

由未改性的PEEK膜和PEEK-Col膜表面元素的原子百分比[XPS全掃描譜圖(圖7)]可見, PEEK膜只檢測(cè)到了O和C元素對(duì)應(yīng)的峰, PEEK-Col圖譜上出現(xiàn)了新元素(N)的譜峰, 這是膠原蛋白中的N元素所顯現(xiàn)的峰.

由PEEK及PEEK-Col膜的N元素高分辨率XPS譜圖(圖8)可見, 與未改性的PEEK膜相比, PEEK-Col膜在399.56 eV處可觀察到明顯的譜峰, 即PEEK-Col薄膜表面N元素的特征峰. PEEK-Col膜上的N元素的原子百分比為9.43%(表1). 由于PEEK本身無N元素, 已固定上膠原蛋白的PEEK-Col膜表面的N元素的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空白PEEK膜, 并且2種膜表面C元素和N元素的原子百分比也發(fā)生了變化, 從而證明了膠原蛋白已接枝到PEEK薄膜表面.

茚三酮法測(cè)得表面固定膠原蛋白的濃度為10.2 μg/cm2., 與馬祖?zhèn)サ萚10]用氧化-接枝方法在PLLA固定膠原的濃度相當(dāng), 氨基反應(yīng)密度為8.9%. 由于戊二醛存在不可控自聚, 因此避免戊二醛與氨基的隨機(jī)反應(yīng), 可控實(shí)現(xiàn)1個(gè)氨基只與同1個(gè)或2個(gè)戊二醛分子反應(yīng), 對(duì)于蛋白的固定具有重要影響[13].

3結(jié)論

通過紫外輻照下聚醚醚酮的自引發(fā)接枝聚合有效實(shí)現(xiàn)了聚醚醚酮表面的親水改性和化學(xué)功能化, 接枝密度高達(dá)50.9 μg/cm2, 改性聚醚醚酮表面浸潤(rùn)性顯著提高, 水接觸角降低至23°; 接枝的丙烯酰胺能夠作為反應(yīng)位點(diǎn)實(shí)現(xiàn)膠原和膠原蛋白的固定化. 異硫氰酸熒光素標(biāo)記膠原蛋白改性的聚醚醚酮薄膜顯示出最強(qiáng)的熒光效應(yīng), 表面固定膠原蛋白濃度為10.2 μg/cm2.

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(Ed.: D, Z)

? Supported by the International Organization for Standardization(ISO) Standards Projects(Nos.19000551742, 19000551406), the National Natural Science Foundation of China(No.31570575) and the Innovative Research Team of Polymeric Functional Film of Beijing Technology and Business University, China(No.19008001071).

Surface Hydrophilic Modification of Poly(ether ether ketone) and Immobilization of Collagen?

SUN Hui1,2*, YU Qingsong1, YANG Biao1, XU Guozhi1,2

(1.CollegeofMaterialsScienceandMechanicalEngineering, 2.ChinaNationalCenterforQualitySupervisionandTestofPlasticProduct,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beijing100048,China)

KeywordsPoly(ether ether ketone); Collagen; Surface modification; Fluorescence labeling

AbstractSurface modification of poly(ether ether ketone)(PEEK) was performed to increase the surface wettability. Acrylamide(AAm) was grafted on the surface of PEEK film by ultraviolet grafting to improve the hydrophilicity through the introduction of hydrophilic groups. Then, glutaraldehyde was used to immobilize collagen and hydrolyzed collagen on surface of the material. Fluorescein-labelled collagen was also used to verify the immobilization. The surfaces of PEEK film before and after modification were characterized by contact angle meter, scanning electron microscope, fluorescence spectrophotometer and X-ray photoelectron spectrometer. The results show that the surface morphology and the hydrophilicity are changed significantly after surface modification. Polyacrylamide grated on PEEK has a density of as high as 50.9 μg/cm2. PEEK-g-PAAm becomes hydrophilic with a decreased water contact angle of (22±3)°. Surface immobilized with hydrolyzed collagen labeled with fluorescein isothiocyanate exhibits strong fluorescence effect. Modified films immobilized with collagen showed nitrogen peak, which was not observed for unmodified PEEK film in X-ray photoelectron spectroscopy, indicating the successful immobilization of collagen. The concentration of collagen immobilized on PEEK was determined to be 10.2 μg/cm2.

收稿日期:2016-02-29. 網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2016-05-18.

基金項(xiàng)目:國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目基金(批準(zhǔn)號(hào): 19000551742, 19000551406)、 國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào): 31570575)和北京工商大學(xué)高分子功能薄膜創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào): 19008001071)資助.

中圖分類號(hào)O631

文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

聯(lián)系人簡(jiǎn)介: 孫輝, 男, 博士, 副教授, 主要從事高分子表面改性及生物質(zhì)精細(xì)化學(xué)品的研究. E-mail: cnhsun@yahoo.com