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3.2.2浸润性当陶瓷材料与富含蛋白质的液体环境相接触时,具有较高润湿性的材料能吸收更多的蛋白质.Hao等[8]发现：用CO2激光处理后的氧化镁部分稳定氧化锆（MgO-PSZ）对人血清白蛋白的吸附呈负相关,而与纤维粘连蛋白的吸附呈正相关.

3.2.3极性成分和表面能材料表面的极性成分能为蛋白质提供结合位点.固体表面通过降低表面能可达到吸附的目的,不同材料的表面能决定了不同的吸附过程.当材料被CO2激光处理后,其极性成分和表面能的显著改变能够改变蛋白质的吸附.Hao等[8]的研究显示：白蛋白与纤维粘连蛋白的吸附可能与其相关,这一发现有助于改善氧化锆的生物相容性.

3.2.4锌离子和硅酸盐离子材料表面的硅酸盐离子能够通过电荷排斥以及形成原子空间障碍等方式阻碍蛋白质的吸附.Chen等[15]通过研究富亮氨酸成釉蛋白对含硅HA（SiHA）的吸附行为后发现：硅酸盐离子能够形成保护效应.锌离子的加入能够增加材料的比表面积,进而影响蛋白的吸附.Fujii等[10]发现：虽然锌离子的加入使含锌纳米HA（ZnHAp）的比表面积增加,但是吸附能力却随着锌离子含量的上升而下降.这一结果同Webster等[16]的研究结果一致.

3.3生物环境因素

3.3.1蛋白质种类不同的蛋白质分子其构象、等电点等的不同,对于材料的吸附能力也具有显著的变化.孙涛等[13]研究了生物活性陶瓷对血浆总蛋白、纤维蛋白原和纤维粘连蛋白等细胞外基质的吸附情况后发现：蛋白质吸附的量与材料的性能及蛋白种类有关.

3.3.2蛋白质竞争吸附生物材料表面存在比较剧烈的竞争性或者选择性蛋白吸附,通过蛋白质的竞争吸附过程,材料表面的蛋白质会产生不同的变化[17].

3.3.3蛋白质构象当蛋白质吸附于材料表面时,构象的变化会提供更多的结合位点.Zhu等[11]比较了多种蛋白质对材料表面的吸附后发现：BCP或HA的微结构变化对Col-Ⅰ的吸收没有明显影响.所以,他们认为：这是由于Col-Ⅰ与材料表面接触时构象很少发生变化所致.

3.3.4溶液的pH值蛋白质在溶液中有两性电离的现象,不同的pH值对蛋白质的电荷数量和性质会产生很大的影响.Sharpe等[18]比较了HA、TCP对不同血清蛋白的吸附情况后发现：不同pH值下,铁传递蛋白（transferrin）的吸附有很大的不同,并且其吸附量与pH值呈负相关.

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3.4陶瓷的处理方式

3.4.1热处理温度当HA热处理至800℃以上时,会有微量的β-TCP相出现.TCP在体液中溶解生成的Ca2+和PO43-离子能为蛋白质提供结合力.Kandori等[19]将HA颗粒加热后研究其对BSA的吸附能力,结果显示：未处理组和分别加热200、400℃的HA组,其吸附量虽微量上升但都低于1mg·m-2；当温度从600℃升至1000℃时,蛋白吸附量显著增加到3mg·m-2以上.

3.4.2烧结方式张慧杰等[20]以常规马弗炉烧结和微波烧结2种方式分别制备HA陶瓷颗粒后发现：相对于常规烧结,微波烧结得到的颗粒具有丰富的微孔隙和接近于纳米尺度的晶粒尺寸,其表面电位值更小,能够吸附更多的BSA和更少的溶菌酶.

4改进吸附的方法

由于蛋白质层对于细胞的黏附、增殖、分化等有很显著的影响,因此,操控其表面的蛋白吸附进而改变细胞反应,增加材料的生物相容性是很有潜力的发展方向.目前,已有多种物理、化学方法等都用来改变陶瓷的表面性质,对生物陶瓷表面仿生研究也起到了明显的促进作用.

4.1改进材料的表面形貌

4.1.1陶瓷纳米化纳米陶瓷具有极小的粒径、大的比表面积和高的化学性能,并且陶瓷材料的组成结构更加致密、均匀.纳米HA较普通HA能够吸收更多的白蛋白.

4.1.2激光改性生物陶瓷在激光产生的高热、高压作用下,经过融化再结晶等过程,其表面微结构、粗糙度、结晶度等表面形貌和各种理化性质会发生显著改变.Hao等[8]发现：CO2激光处理后的MgO-PSZ对人血浆纤维粘连蛋白的吸附量有所增加.

4.2材料表面枝接其他生物活性物质

对于事先在材料表面接枝具有一定生物活性的物质或其他的表面处理,是研制具有良好相容性材料的有效途径[21].众多的研究已证明了表面改性的可行性.喻凯等[22]采用戊二醛交联法对白蛋白进行交联.Kandori等[23-24]发现：焦磷酸改性的HA增大了对BSA和溶菌酶的吸附,此外,他们还合成了表面含有β氨基酸的纳米HA并指出其对BSA的吸附量较普通HA多2.3～2.4倍.Monkawa等[25]用有机硅烷处理HA表面后,成功使大量Ⅰ型胶原吸附.Baeza等[26]对SiHA进行生物素化后发现：材料表面有一层同质且均匀的蛋白质层,并且吸附的蛋白质量增大.

5结论

固相与液相表面的蛋白质层对于材料的生物相容性具有不可忽视的重要作用,而且现在也得到了越来越多的关注和研究,并取得了很大的进步.然而,对于生物材料表面的蛋白吸附特性和机制仍需要更多的研究,目前的研究方法主要集中在对各种蛋白质吸附量的测量,而对于蛋白质种类的研究则相对较少,尤其是蛋白吸附后具体的蛋白成分与细胞黏附和分化等行为之间的联系需要更多的研究加以阐释.学者们研究材料表面蛋白吸附行为的最终目的是为了改进材料的生物相容性和促进组织的再生[14].对于蛋白吸附的研究具有诸多益处,学者们增加对蛋白吸附的理解不仅能在生物材料表面活性的优化方面起到作用,也有助于探索其在生物医学方面的其他应用.通过不断地研究,相信学者们终将会制得合适的生物陶瓷材料来造福人类.

6参考文献

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