基于等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建多功能心血管植入材料表面及其生物相容性研究.pdf

1、心血管疾病是目前導(dǎo)致人類(lèi)死亡的首要因素。目前，治療心血管疾病的主要手段有藥物治療、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)和介入治療等。其中，基于血管支架的介入治療由于其具有創(chuàng)傷小、立竿見(jiàn)影的療效等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為治療重癥冠心病患者最為常用的臨床手段之一。在過(guò)去的30多年里，研究者采用了多種表面改性技術(shù)來(lái)提高血管支架的生物相容性，血管支架也經(jīng)歷了多次的更新?lián)Q代:從最早的經(jīng)皮球囊成形術(shù)到裸金屬支架的應(yīng)用，到2000年后獲得革命性突破的藥物洗脫支架，再到現(xiàn)在逐漸發(fā)展為內(nèi)

2、皮祖細(xì)胞捕獲支架，全降解金屬支架、全降解高分子支架、仿生內(nèi)皮功能支架百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)。
　　等離子體聚合是本世紀(jì)60年代才發(fā)展起來(lái)的一種新的制備高分子聚合膜的技術(shù)，它是利用放電把有機(jī)類(lèi)氣態(tài)單體等離子體化，使其產(chǎn)生各類(lèi)活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進(jìn)行加成反應(yīng)形成聚合膜。該類(lèi)薄膜的優(yōu)勢(shì)在于幾乎能在所有固體材料（聚合物、玻璃、金屬、陶瓷等）表面沉膜，合成的薄膜含有豐富的官能團(tuán)，柔韌性好，與基底之間的結(jié)合力較好，能夠抵御大的變

3、形。尤其是針對(duì)血管支架這種經(jīng)過(guò)撐開(kāi)過(guò)程而服役的植入器械而言，具有較大的優(yōu)勢(shì)。
　　為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)等離子聚合涂層組成、結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控等方面的認(rèn)識(shí)，本論文首先通過(guò)引入烯丙胺、氮?dú)猓◤? sccm～6 sccm）作為輔助氣體沉積富胺基涂層。通過(guò)紅外、X射線(xiàn)光電子能譜、掃描電鏡、原子力顯微鏡、接觸角、橢偏儀等方法表征涂層的化學(xué)組成和表面形貌。利用電化學(xué)工作站評(píng)價(jià)改性后的涂層的耐腐蝕性情況。通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞種植實(shí)驗(yàn)，評(píng)價(jià)改

4、性前后材料的細(xì)胞相容性和組織相容性。結(jié)果表明在5 sccm氮?dú)饬髁肯?，聚合涂層具有最高的胺基濃度，并且該涂層通過(guò)增加蛋白吸附進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和成骨細(xì)胞的粘附、鋪展、增殖，通過(guò)影響TNF-α和IL-6分泌進(jìn)而介導(dǎo)抑制巨噬細(xì)胞的粘附和激活。
　　在此基礎(chǔ)上，本文開(kāi)展了在可降解基底材料（鎂鋅錳合金，純鐵）上沉積富胺基涂層并進(jìn)行耐腐蝕評(píng)價(jià)和生物學(xué)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該涂層可以提高材料的耐腐蝕性能，同時(shí)表面的胺基進(jìn)一步提高了材料的生物相容性。

5、支架撐開(kāi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該聚合涂層優(yōu)異的力學(xué)性能及其在全降解金屬血管支架應(yīng)用上的可行性。因此利用等離子體技術(shù)可以制備較為致密的等離子體聚合涂層，涂層制備過(guò)程具有一步沉積、無(wú)溶劑沉積的優(yōu)勢(shì)，特別適合可降解血管支架材料的表面修飾。
　　為了探索將等離子體聚合技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)皮祖細(xì)胞捕獲支架的制備技術(shù)，本文進(jìn)一步利用等離子聚烯丙胺的電負(fù)性固定可以與內(nèi)皮祖細(xì)胞特異性結(jié)合的DNA適配子。石英晶體微天平的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明DNA適配子的穩(wěn)定固定量高達(dá)175

6、ng/cm2。細(xì)胞結(jié)果證實(shí)改性后的薄膜展現(xiàn)了與內(nèi)皮祖細(xì)胞特異性結(jié)合的能力。同時(shí)改性后表面適宜內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)而不促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增生。但是血液評(píng)價(jià)的結(jié)果表明，該支架表面的抗凝血性不佳，需要進(jìn)一步修飾抗凝分子。
　　健康的心血管內(nèi)皮層可依靠其細(xì)胞膜上的抗凝分子、內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)持續(xù)不斷釋放的一氧化氮(NO)以及分泌的前列環(huán)素等活性因子發(fā)揮維持血液微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的協(xié)同作用。因此本論文提出了依據(jù)仿生天然血管內(nèi)皮細(xì)胞生理功能的理念，固定天然內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)

7、胞外基質(zhì)成分之一的肝素，以及可以持續(xù)、穩(wěn)定催化釋放NO的“肝素-NO催化雙功能”涂層?；谇捌谘芯浚覀兝玫入x子聚烯丙胺涂層為平臺(tái)，通過(guò)碳二亞胺反應(yīng)逐步固定肝素和具有催化NO釋放活性的硒代胱胺。體外結(jié)果說(shuō)明該內(nèi)皮仿生涂層具有抗凝、抑制平滑肌增生、加強(qiáng)內(nèi)皮祖細(xì)胞遷移、生長(zhǎng)等方面的功能，展現(xiàn)了其在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、自由基清除、心血管組織工程修復(fù)等研究領(lǐng)域的潛在優(yōu)勢(shì)。
　　綜上，本研究的主要目的是基于等離子聚烯丙胺薄膜構(gòu)建多種血管支架