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麻省理工学院 生物材料课程 Lecture 9 Surface Modification of Biomaterials
3.051J/20.340J
1
Lecture 9:
Surface Modification of Biomaterials
Purpose: alter surface properties to enhance performance in biological
environment while retaining bulk properties of device
Specific Objectives:
1. clean a surface
2. reduce/eliminate protein adsorption
• reduce undesirable/uncontrolled responses to implants
extracorpeal devices
C3b/IgG adsorption ⇒activation of WBCs
• reduce nonspecific adsorption on biosensors bioassays
(noise fouling) Source: Wikipedia (Grays Anatomy)
• current strategy: hydrated, hydrophilic surfaces
PEO is current “gold standard”
3. reduce/eliminate cell adhesion
• create surfaces that mimic nature’s cell resistant surfaces
ex. Human serum albumin: naturally low affinity to
components of body fluids tissues (consider its
high conc. in blood—60 wt% of proteins!)
3.051J/20.340J
2
4. reduce thromogenicity
•hydrophilic surfaces
- eliminate protein adsorption
•hydrophobic surfaces
- inherently weak surface/cell interface
- exploits shear stress due to blood flow
•surface-bound heparin
- natural surface of endothelial cells lining blood vessels
- inactivates factor Xa thrombin by binding anti-thrombin
•surface-bound albumin
- no ligands for platelets (can attach if HSA denatures-how?)
•albumin affinity coatings
- surfaces that strongly adsorb albumin from blood to make a
passive coating; ex. bilirubin Kd ~ 10-8 l/mol
•endothelial cell attachment
- natural blood vessel lining ⇒ fibrin
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