鈦基生物材料表面抗凝血及促內(nèi)皮細胞生長改性研究.pdf

1、材料的血液相容性是心血管植入器械等血液接觸材料的研究重點，而材料表面內(nèi)皮化是實現(xiàn)材料長效抗凝血的根本方法，目前的表面改性方法大多只注重抗凝血或內(nèi)皮化單方面的研究，無法從根本上解決抗凝血與內(nèi)皮化的矛盾，因此，本文的主要目的是以廣泛應用于血液接觸材料的鈦合金(Ti6Al4V)材料作為研究對象，采用現(xiàn)代表面改性技術(shù)將抗凝血分子以及促內(nèi)皮細胞生長的生物分子同時接枝到材料表面，以期望獲得同時具有抗凝血與促內(nèi)皮化的新型材料表面。
　　采用等離

2、子處理和堿熱處理兩種方式活化鈦合金表面，結(jié)合表面自組裝技術(shù)以及表面原位接枝改性技術(shù)將肝素、白蛋白、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿(MPC)接枝到材料表面。水接觸角的研究結(jié)果表明，等離子處理和堿熱處理后的材料表面親水性大大提高，在接枝肝素、MPC后的材料表面親水性得到進一步改善，而白蛋白改性后的材料表面親水性降低。ATR-FTIR（衰減全反射-傅里葉變換紅外光譜）的研究結(jié)果表明，兩種活化處理方式都可以成功地在材料表面接枝肝素、白蛋白以及MP

3、C，但等離子體處理的改性效果并不比堿熱處理理想。靜態(tài)血小板粘附實驗以及APTT（部分凝血活酶時間）凝血實驗結(jié)果表明，兩種處理方式表面接枝肝素、白蛋白與MPC均可使材料表面的血小板粘附情況得到明顯改善，并延長APTT凝血時間，但與肝素和MPC相比，白蛋白改性材料表面的血小板粘附情況并不理想。由于堿熱處理使材料表面變得較為粗糙，導致抗凝血性能較等離子體處理樣品變差。
　　為了提高材料在體內(nèi)的長效抗凝血性能，克服單一抗凝血分子表面改性的

4、缺陷，在等離子以及堿熱活化處理后接枝抗凝血分子聚乙二醇二羧酸基礎(chǔ)上，進一步表面原位接枝肝素、白蛋白和MPC，從而使表面具有兩種抗凝血分子，提高材料的抗凝血性能。水接觸角的研究結(jié)果表明，接枝聚乙二醇二羧酸后(Ti-PEG)材料表面的親水性得到改善；在進一步接枝肝素、MPC后的材料表面親水性得到進一步改善，而白蛋白改性后的材料表面親水性降低。ATR-FTIR的結(jié)果表明，通過聚乙二醇二羧酸成功將肝素、白蛋白與MPC固定在材料表面，等離子體處理

5、的改性效果依然不比堿熱處理理想。靜態(tài)血小板粘附實驗的研究結(jié)果表明在固定聚乙二醇后的血小板粘附情況得到很好的改善，而進一步接枝生物活性分子后的材料表面血小板粘附情況進一步得到改善；同時，APTT凝血實驗的結(jié)果也表明接枝兩種抗凝血分子的抗凝血性能較單一接枝效果理想。
　　為獲取同時具有抗凝血與促內(nèi)皮生長表面，我們在接枝了聚乙二醇的鈦合金表面固定細胞外基質(zhì)蛋白——Ⅰ型膠原蛋白，并對其促內(nèi)皮化性能進行了初步探索。ATR-FTIR結(jié)果表明Ⅰ

6、型膠原成功固定在材料表面；水接觸角的研究表明，在固定Ⅰ型膠原蛋白后的材料表面親水性增強，這有利于內(nèi)皮細胞的粘附。血小板粘附實驗結(jié)果表明，材料表面的抗凝血性能與接枝聚乙二醇相比并未出現(xiàn)顯著變化，表明材料表面接枝細胞外基質(zhì)蛋白并沒有明顯影響材料的抗凝血性能。通過CCK-8的細胞增殖實驗可以看出，肝素等分子都不同程度的促進了細胞的粘附與增殖，而I型膠原則具有很好的促進內(nèi)皮細胞在材料表面粘附增殖的功能，顯示出材料表面可能具有較好的促內(nèi)皮生長性能