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羟基磷灰石(Hydroxyapatite, HAP)是一种广泛用于人工骨、种植牙等方面的优质医用生物材料,纳米级的羟基磷狄石由于兼具了纳米小尺寸效应和生物相容性好的特点,在人工骨,药物载体及抗肿瘤活性等方面成为生物医学领域研究的热点。而纳米羟基磷灰石在血液中的安全性研究是其实现临床应用的关键环节,并且当前在这方面的研究报道较少。本文探讨了纳米羟基磷灰石与血液中的一些重要生物分子的相互作用以及对红细胞形态和功能的影响,为材料表面改性,提高血液相容性提供一些基础性依据。 本文用均匀沉淀法制备了HAP1(25-60nm),HAP4(添加剂肝素,15-50nm),HAP5(添加剂牛血清白蛋白BSA,20-80nm)等纳米粒子,并用大尺寸的羟基磷灰石HAP2(470-520nm),HAP3(1906nm)作对照,分别利用结晶紫法、Bialsche法、Bradford法研究了肝素、唾液酸、血清白蛋白在HAP1,HAP2,HAP3上的吸附量,用红外光谱分析其中的结合机理;在体外将HAP1,HAP2,HAP4,HAP5与红细胞共培养,进行了红细胞溶血试验的研究,并借助红细胞渗透脆性试验检测红细胞溶血率;运用普通光学显微镜和倒置相差显微镜观察了HAP1,HAP2,HAP4,HAP5与红细胞作用后细胞形态及运动的变化:透射电镜观察了HAP1,HAP2,HAP4,HAP5对红细胞超微结构的影响。最后得出以下结论:1.HAP1,HAP2,HAP3与肝素、唾液酸、血清白蛋白都有不同程度的吸附特性,HAP1以其独特的纳米效应而吸附性能远高于HAP2,HAP3。其中,HAP1与肝素的吸附主要通过[Ca2+]与[-OSO3-],[COOH]、[OH]之间的氢键以及肝素分子结构的卷曲和重叠实现;HAP1与唾液酸的吸附主要以[OH]与N-H以及[Ca2+]与[COOH]的结合为主;肝素处理前后的HAP1对唾液酸的吸附没有较大的差别;HAP1与BSA的吸附作用位点主要在BSA的酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带、[COO-]基团与羟基磷灰石的[Ca2+]、[OH]、[PO43-]基团上。2.HAP1,HAP2,HAP4,HAP5与红细胞体外共培养后,均未引起细胞破裂溶血,但HAP1与HAP4能够引起红细胞聚集,而HAP5与红细胞作用后仍保持细胞良好的悬浮性。3.观察HAP1,HAP4,HAP5与细胞作用后红细胞的超微结构中,HAP1与HAP4引起红细胞膜变形和膜稳定性下降,粒子进入胞内,进入胞内的HAP纳米粒子可能升高胞内Ca2+浓度,从而影响膜蛋白、膜脂、血红蛋白的结构,使红细胞变形性进一步下降,最终导致聚集的发生。而HAP5纳米粒子均匀分散在细胞周围,未与细胞粘附,未见细胞变形,细胞形态正常。