纳米TiO2薄膜修饰PMMA IOL的功能探讨

论文摘要

目的:对比研究纳米二氧化钛（Titanium Dioxide, TiO2）光催化剂薄膜修饰聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA）人工晶状体（intraocular lens, IOL）与未修饰TiO2薄膜PMMA IOL的表面性能,为今后相关的实验和临床应用提供理论依据。方法:以主波长为365nm的a波紫外光（ultraviolet a, UVA）作为激发光源（平均光照强度382μW/cm2）。实验分为两个部分,第一部分:①以接触角对样品TiO2/PMMA IOL进行表征;②细胞黏附实验:将两组晶体UVA预照射不同时间（0、20、40min）后,分别固定于24孔培养板孔内,再接种20μL浓度为2～3×104个/mL的细胞悬液,培养3h后行HE染色观察其形态,并镜下计数IOL表面晶体上皮细胞黏附量;③细胞杀伤实验:细胞同上培养5h后,行TUNEL染色观察形态,并用Image-Pro□Plus图像分析软件评估IOL表面细胞的凋亡率;④计算并分析比较细胞在两组晶体表面的黏附自由能。第二部分:①血小板黏附实验:先采用传统离心法制备富血小板血浆（platelet-rich plasma,PRP）,再将两组晶体经UVA预照射不同时间（0、10、30min）后,固定于24孔培养板孔内,每枚接种20μL PRP,培养2h后取出,通过瑞特染色观察其形态,运用软件评估IOL表面血小板的黏附率。②)细菌杀灭实验:两组晶体UVA预照射不同时间（0、10、30min）后,分别置于培养孔后,每孔接种2 mL浓度为1×105cfu/mL的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,培养2h后取出,进行革兰氏染色后普通光学显微镜下观察,用软件评估IOL表面金葡菌的存活率;③分析比较细菌在两组晶体表面的黏附自由能。结果:第一部分:①随着UVA预照射时间的延长,TiO2/PMMA IOL表面接触角逐渐减小,亲水性增强,统计学上有显著性差异（P<0.05）。②细胞黏附实验中,UVA预照射不同时间段后,晶体上皮细胞在TiO2/PMMA IOL表面的黏附量逐渐减少,与PMMA IOL相比差异有统计学意义（P<0.05）。③细胞杀伤实验中,UVA预照20分钟后TiO2/PMMA IOL表面即可见较多细胞呈凋亡形态,且随预照时间的延长,凋亡率增高,同PMMA IOL相比有显著性差异（P<0.05）。④细胞在TiO2/PMMA IOL表面黏附自由能△Fadh﹥0,而在PMMA IOL表面的△Fadh<0,从热力学角度可知TiO2/PMMA IOL表面更不利于细胞黏附。第二部分: UVA预照射不同时间段后,血小板和细菌在TiO2/PMMA IOL表面的黏附量均逐渐减少,与PMMA IOL相比差异有统计学意义（P<0.05）。UVA预照射30min后,TiO2/PMMA IOL表面的血小板黏附率和细菌存活率较低;瑞氏和革兰氏染色后观察到血小板和细菌在TiO2/PMMA IOL表面都是呈单个散在分布,而在PMMA IOL表面却多数成簇聚集。同样,细菌在TiO2/PMMA IOL表面黏附自由能△Fadh﹥0,而在PMMA IOL表面的△Fadh<0,从热力学角度可知TiO2/PMMA IOL表面更不利于细菌黏附。结论:（1）实验所用TiO2/PMMA IOL,经过纳米TiO2薄膜修饰,表面的水接触角变小,亲水性增强;且随着UVA激发时间的延长,TiO2/PMMA IOL表面水接触角逐渐减小,亲水性逐渐增强。（2）TiO2/PMMA IOL经UVA激发后,人眼晶体上皮细胞、血小板及金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在其表面的黏附与生长受到了明显的抑制。（3）表面黏附自由能计算结果表明,人眼晶体上皮细胞、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在TiO2/PMMA IOL表面的黏附自由能显著提高,从而不利于黏附。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 2/PMMA IOL 影响细胞黏附与生长的体外研究'>第一部分： TiO₂/PMMA IOL 影响细胞黏附与生长的体外研究
• 1. 目的
• 2. 材料与方法
• 3. 结果
• 2/PMMA IOL 影响细菌和血小板黏附与生长的体外研究'>第二部分： TiO₂/PMMA IOL 影响细菌和血小板黏附与生长的体外研究
• 1. 目的
• 2. 材料与方法
• 3. 结果
• 讨论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 文献综述：表面修饰人工晶体的生物学性状
• 个人简历