鈦基生物材料表面抗凝血及促內(nèi)皮細(xì)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(diǎn)，而材料表面內(nèi)皮化是實(shí)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(yīng)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(xì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)以及APTT（部分凝血活酶時間）凝血實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(jìn)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(jìn)一步接枝肝素、MPC后的材料表面親水性得到進(jìn)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(shí)驗(yàn)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(jìn)一步接枝生物活性分子后的材料表面血小板粘附情況進(jìn)一步得到改善；同時，APTT凝血實(shí)驗(yàn)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(xì)胞外基質(zhì)蛋白——Ⅰ型膠原蛋白，并對其促內(nèi)皮化性能進(jìn)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(qiáng)，這有利于內(nèi)皮細(xì)胞的粘附。血小板粘附實(shí)驗(yàn)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(xì)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(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)可以看出，肝素等分子都不同程度的促進(jìn)了細(xì)胞的粘附與增殖，而I型膠原則具有很好的促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)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