功能性高分子聚吡咯(Ppy) ,是一种具有共轭π电子结构的导电聚合物。Ppy 的生物相容性优异,并且具有普通生物医用高分子所不具备的特殊性质:通过化学或电化学掺杂,电导率可以在绝缘体,半导体和金属导体的范围内变化( 10 - 9 ～ 105S/cm) ;具有颗粒或纤维结构的微观形貌;物理化学特性优良,能够传递较大的疲劳应力,并作为涂层用于金属抗腐蚀防护;阴离子随可逆的氧化- 还原反应既能够搀杂入Ppy 膜又能够从膜中脱出[4 ] 。因此,利用Ppy 有可能在植入型生物材料与骨组织之间构建一个既能够与金属基体形成稳定、牢固的结合,封闭钛合金的表面,防止金属界面的腐蚀及有害粒子的溶出;又可以通过掺杂、共价侧枝偶联固定生物大分子进行生物活性材料设计的生物活性过渡层。

Ppy 的电化学特性强烈地依赖于高聚物的主链结构,掺杂剂的性质和掺杂程度。以往的研究也表明,氧化态Ppy 对细胞生长的促进作用依赖于微量电刺激和自身表面性质的协同作用[2 ,5 ] 。因此, Ppy自身表面特性的变化规律是探讨Ppy 促进细胞生长的机制的关键。Lincks 和Chou 发现材料表面粗糙度可以直接影响在其表面细胞的性状和功能,进而影响细胞生长、蛋白酶分泌、基因表达等[6 ,7 ] 。机体中不同的细胞对粗糙面的喜好不同,钛金属表面Ppy 涂层后,表面粗糙度发生改变,而且随掺杂离子的不同和聚合电流的大小而发生改变,在本实验条件下,涂层后的表面粗糙度有变小的趋势。随聚合电流密度的增大, Ppy 表面出现明显得颗粒堆积和大结节聚集,Cl - 与ToS- 搀杂组的涂层表面粗糙度(Ra 、Rz 值) 均逐渐增大;而在相同的聚合电流密度下,Cl - 搀杂组的表面粗糙度(Ra 、Rz 值) 小于ToS-搀杂组。Chehroudi 关于微刻沟槽的研究表明,刻槽的深度、宽度以及槽、嵴之间的坡面倾斜程度都对细胞生长有影响,不同的细胞类型对沟槽的响应情况不同[8 ] 。生物材料表面的几何形态影响细胞极化和取向。Ppy 涂层表面结构如SEM 所示,这种不同于一般医用生物材料表面形貌的“菜花”结节样表面微观结构是否会对细胞的贴附生长产生一定的影响,有待进一步的细胞生物学研究。