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心血管疾病是我国人群健康面临的重要疾病问题,微创介入技术在临床治疗中优势显著,而微创介入治疗的发展及进步依赖于所使用的生物医用材料。在生物材料领域,良好的生物相容性是材料需要具备的重要性能,有些心血管介入材料或器械自身抗凝血性能不足,应用于临床后会由于蛋白吸附和细胞、血小板、微生物的粘附导致血栓、感染、异物反应等严重问题,不仅给患者带来严重痛苦,也造成了巨大的经济损失。因此,通过材料表面改性,抑制血小板粘附、激活或者纤维蛋白原吸附、激活是提高材料表面抗凝血性能的两条主要途径。一氧化氮(NO),作为内皮细胞释放的内皮衍生舒张因子,在维持整个心血管系统平衡中发挥着极其重要的作用,具有抑制血小板粘附和激活的功能。聚氧乙烯(PEO),依靠其特殊的化学结构和亲水性,具有优良的生物除污性能,能抑制蛋白质的粘附。
基于此,本论文着眼于实现材料表面PEO和NO双重修饰,以提高血液接触材料的抗凝血性能。论文采用脉冲等离子体聚合方法沉积富含胺基官能团的等离子体聚烯丙胺(PPAm)薄膜,利用仲胺基与NO气体在甲醇钠溶液中且高压条件下生成二醇偶氮烯鎓来实现NO储存;NO装载后,进一步采用等离子体聚合技术在NO装载后的PPAm表面沉积等离子体PEO薄膜,以实现材料表面PEO和NO双功能修饰。利用飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、NO分析仪(NOA )、水接触角(WCA)及耗散型石英晶体微天平(QCM-D)等检测方法对样品的化学结构、元素组成、NO释放、亲水性和纤维蛋白原吸附情况进行了表征。同时对样品表面的血小板粘附和激活、纤维蛋白原粘附和激活以及半体内动物血液循环进行了评价。
研究结果表明,基于PEO和NO双功能化修饰的样品成功制备,且单独装载NO的样品具有良好的亲水性。血液相容性实验结果显示,采用单一PEO涂层改性或NO装载的样品能有效的提高材料的抗凝血性能。而采取PEO和NO双重修饰的材料表面抗凝血性能较单一涂层改性的样品具有显著的提高。半体内动物实验结果证实,PEO和NO具有协同抗凝血作用,其表面显著抑制了血小板的粘附和激活以及纤维蛋白的形成,从而显著的抑制了血栓的形成。该研究为抗凝血材料的表面改性提供了一定的理论研究基础,具有潜在应用价值。
基于此,本论文着眼于实现材料表面PEO和NO双重修饰,以提高血液接触材料的抗凝血性能。论文采用脉冲等离子体聚合方法沉积富含胺基官能团的等离子体聚烯丙胺(PPAm)薄膜,利用仲胺基与NO气体在甲醇钠溶液中且高压条件下生成二醇偶氮烯鎓来实现NO储存;NO装载后,进一步采用等离子体聚合技术在NO装载后的PPAm表面沉积等离子体PEO薄膜,以实现材料表面PEO和NO双功能修饰。利用飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、NO分析仪(NOA )、水接触角(WCA)及耗散型石英晶体微天平(QCM-D)等检测方法对样品的化学结构、元素组成、NO释放、亲水性和纤维蛋白原吸附情况进行了表征。同时对样品表面的血小板粘附和激活、纤维蛋白原粘附和激活以及半体内动物血液循环进行了评价。
研究结果表明,基于PEO和NO双功能化修饰的样品成功制备,且单独装载NO的样品具有良好的亲水性。血液相容性实验结果显示,采用单一PEO涂层改性或NO装载的样品能有效的提高材料的抗凝血性能。而采取PEO和NO双重修饰的材料表面抗凝血性能较单一涂层改性的样品具有显著的提高。半体内动物实验结果证实,PEO和NO具有协同抗凝血作用,其表面显著抑制了血小板的粘附和激活以及纤维蛋白的形成,从而显著的抑制了血栓的形成。该研究为抗凝血材料的表面改性提供了一定的理论研究基础,具有潜在应用价值。