多功能等離子體聚合涂層構(gòu)建及生物相容性研究.pdf

1、心血管疾病是引起人類死亡的重要病因。相比于藥物治療和外科手術(shù)治療，介入治療由于具有創(chuàng)傷小、即刻效果顯著、長(zhǎng)期效果相對(duì)較好等優(yōu)點(diǎn)，是目前臨床上治療心血管疾病常用方法。血管支架是心血管疾病介入治療的重要器械。在過(guò)去的幾十年里，研究者們采用了多種技術(shù)來(lái)提高血管支架的療效，特別是藥物洗脫支架的臨床應(yīng)用，大大減低了支架內(nèi)再狹窄的發(fā)生率。但是，目前支架內(nèi)晚期血栓和再狹窄仍然是限制心血管支架在臨床應(yīng)用的兩大并發(fā)癥，要設(shè)計(jì)出符合臨床要求的理想血管支架，

2、仍需要不斷探索。
　　在血管支架材料等心血管植入材料表面固定特定生物學(xué)功能的生物分子，以提高材料表面的抗凝和促內(nèi)皮修復(fù)功能是一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。但金屬材料表面缺乏足夠密度的官能團(tuán)，從而制約了生物分子的表面固定量。等離子體聚合技術(shù)可以在多種材料（如玻璃、金屬材料、高分子材料）和復(fù)雜幾何形狀工件的表面形成涂層，等離子體聚合涂層致密、柔韌性好，與基底之間的結(jié)合力好，能夠抵御大的變形，更為重要的是，還可以依據(jù)后續(xù)需求，通過(guò)單體選擇和工藝參數(shù)

3、控制，獲得不同濃度和不同種類的官能團(tuán)的等離子體聚合涂層。因此，將其用于在植入過(guò)程中會(huì)發(fā)生很大形變的血管支架材料的表面改性，具有較為顯著的優(yōu)勢(shì)。
　　因此，本論文首先以烯丙胺（Aam）為單體，利用脈沖等離子體聚合技術(shù)，在缺乏反應(yīng)性官能團(tuán)的醫(yī)用316L不銹鋼表面制備了富含胺基官能團(tuán)的等離子體聚烯丙胺(PPAam)涂層。然后將具有抗氧化、清除自由基、抗炎等作用的單寧酸(TA)分子固定在PPAam涂層表面，構(gòu)建富含酚羥基的TA-PPAam

4、功能涂層。通過(guò)接觸角、紅外光譜、X射線光電子能譜、酚羥基定量、胺基定量、石英晶體微天平等方法表征涂層的化學(xué)組成和TA的接枝量。通過(guò)體外血小板粘附實(shí)驗(yàn)和血管內(nèi)皮細(xì)胞、血管平滑肌細(xì)胞、巨噬細(xì)胞種植實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)改性前后材料的血液相容性和細(xì)胞相容性，結(jié)果表明TA被成功固定在PPAam涂層表面，固定量約為330±12ng/cm2，該涂層具有較好的血液相容性、內(nèi)皮細(xì)胞相容性和抗炎性。
　　對(duì)于血管支架材料等心血管植入材料而言，表面具有抗凝血和促

5、內(nèi)皮修復(fù)等功能是非常重要的。本論文在溫和條件下，在富酚羥基官能團(tuán)的TA-PPAam功能涂層表面分別固定特異性直接凝血酶抑制劑比伐盧定(BVLD)和具有特異性促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子(VEGF)，分別構(gòu)建BVLD@TA-PPAam和VEGF@TA-PPAam功能涂層。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BVLD和VEGF均成功固定在TA-PPAam涂層表面，其固定量分別為930±80ng/cm2和158±13ng/cm2;BVLD和VEGF功能化

6、的TA-PPAam涂層較好地保持了BVLD和VEGF的生物學(xué)活性。其中VEGF@TA-PPAam表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和鋪展增殖能力;BVLD@TA-PPAam通過(guò)特異性捕獲凝血酶并抑制其活性，有效地抑制了血小板的粘附和激活，此外，該涂層還具有顯著地促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附和生長(zhǎng)的能力。這為多功能血管支架等心血管植入物的設(shè)計(jì)和構(gòu)建提供了可能，為降低血管支架內(nèi)再狹窄和晚期血栓等并發(fā)癥的發(fā)生提供了可能。
　　僅從某一個(gè)或某幾個(gè)方面

7、對(duì)血管內(nèi)膜層進(jìn)行模擬不一定能夠獲得理想的近似細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)的功能。對(duì)血管支架材料等心血管植入材料表面進(jìn)行多種生物分子修飾以賦予其表面多重生物學(xué)功能，能更好的模擬細(xì)胞或細(xì)胞外基質(zhì)的功能，從而能獲得多功能心血管植入物滿足臨床的需求。而要在血管支架材料等心血管植入材料表面獲得多重功能，固定單一的生物分子一般很難達(dá)到要求。本文利用等離子體聚合技術(shù)，以Aam和丙烯酸(Aac)為聚合前驅(qū)體/單體，在316L SS支架材料表面成功構(gòu)建了同時(shí)具有胺基

8、和羧基雙官能團(tuán)的等離子體Aam/Aac共聚涂層。通過(guò)接觸角、紅外光譜、X射線光電子能譜、胺基定量、羧基定量等方法表征涂層的化學(xué)組成。通過(guò)血小板粘附實(shí)驗(yàn)，溶血實(shí)驗(yàn)，血管內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞種植實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)物皮下植入實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)改性前后材料的血液相容性、細(xì)胞相容性和組織相容性。結(jié)果表明通過(guò)在316L SS表面沉積的Aam/Aac共聚涂層，在其表面成功引入了胺基和羧基，實(shí)現(xiàn)了惰性金屬材料表面雙重官能團(tuán)化的目的，為后續(xù)雙重分子接枝提供了反應(yīng)位點(diǎn)。并在

9、此基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行了肝素(Hep)和BVLD的固定，其固定量分別為210±6ng/cm2和195±8ng/cm2;采用兩步法實(shí)現(xiàn)了Hep和BVLD在富含胺基和羧基的Aam/Aac共聚涂層表面的共固定，Hep和BVLD的固定量分別為210ng/cm2和200ng/cm2，與單獨(dú)的固定量相當(dāng)，證明了分別利用Aam/Aac(1.5∶1.5)共聚涂層表面的胺基和羧基能實(shí)現(xiàn)雙分子的共固定，為構(gòu)建多功能表面提供了良好的平臺(tái)。
　　綜上，本文基