生物醫(yī)用高分子材料的表面改性及其抗凝血性能的研究.pdf

1、生物醫(yī)用高分子材料被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。當(dāng)高分子材料長(zhǎng)期或臨時(shí)與人體接觸時(shí)，生物體可能發(fā)生炎癥、致癌、血栓等生物反應(yīng)，這取決于材料表面與生物環(huán)境之間的相互作用。對(duì)高分子材料進(jìn)行表面改性，可大幅度改善高分子材料與生物體的相容性。本文采用等離子體和紫外照射接枝技術(shù)對(duì)醫(yī)用高分子材料聚乙烯進(jìn)行表面改性，以提高其抗凝血性能。進(jìn)一步采用等離子體技術(shù)，對(duì)生物可降解高分子材料聚乳酸進(jìn)行表面改性。 (1)以聚乙烯(PE)膜為基材，利用Ar

2、等離子體對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，在無(wú)光引發(fā)劑的條件下，紫外照射接枝丙烯酰胺(AAm)。接枝AAm后的PE膜與十八醇進(jìn)行醇解反應(yīng)，將十八烷基固定到PE膜表面，以改善PE膜表面的抗凝血性能。探討了等離子體復(fù)合參數(shù)(W/FM)、等離子體預(yù)處理時(shí)間、AAm單體濃度以及紫外照射時(shí)間對(duì)AAm接枝反應(yīng)的影響。確定最佳反應(yīng)條件為：W/FM=0.08～0.10GJ/kg，等離子體預(yù)處理時(shí)間=2min，AAm單體濃度=20wt.％，紫外照射時(shí)間=30min。通過(guò)接

3、觸角測(cè)定、X-射線光電子能譜(XPS)、衰減全反射紅外光譜(ATR-FTIR)和原子力顯微鏡(AFM)研究了PE膜接枝AAm前后和醇解反應(yīng)前后表面性能和表面形貌的變化。接觸角測(cè)定、XPS和ATR-FTIR分析表明，AAm和十八烷基分別依次被固定在PE膜表面，在PE膜表面形成了以聚丙烯酰胺為“間隔臂”，十八烷基為末端基的“尾狀”結(jié)構(gòu)。采用血小板黏附實(shí)驗(yàn)對(duì)材料的抗凝血性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明被修飾過(guò)的PE膜抗凝血性能顯著提高。抗凝血作用的

4、改善可能是由于聚丙烯酰胺阻礙蛋白質(zhì)的非特異性吸附和十八烷基選擇性吸附白蛋白的協(xié)同作用的結(jié)果。 (2)以PE膜為基材，利用Ar等離子體對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，在無(wú)光引發(fā)劑的條件下，紫外光照射接枝丙烯酸(AAc)，對(duì)接枝AAc后的PE膜進(jìn)行肝素化處理，以改善PE膜表面的抗凝血性能。探討了W/FM、等離子體預(yù)處理時(shí)間、AAc單體濃度以及紫外照射時(shí)間對(duì)AAc接枝反應(yīng)的影響。確定最佳反應(yīng)條件為：W/FM=0.06～0.07GJ/kg，等離子體預(yù)處

5、理時(shí)間=1min，AAc單體濃度=10wt.％，紫外照射時(shí)間=20min。通過(guò)接觸角測(cè)定、AFM、XPS和ATR-FTIR研究了PE膜接枝AAc前后和肝素化前后表面性能和表面形貌的變化。XPS和ATR-FTIR分析表明AAc和肝素分別依次被成功地固定于PE表面。采用血小板黏附實(shí)驗(yàn)對(duì)材料的抗凝血性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，被修飾PE膜的抗凝血性能顯著提高。 (3)分別采用N2等離子體和N2/H2混合氣體等離子體對(duì)生物可降解高分子材料聚

6、乳酸(PDLLA)進(jìn)行表面處理，以提高其親水性。實(shí)驗(yàn)得出，N2等離子體改善PDLLA膜表面親水性的最佳條件為：等離子體處理時(shí)間=2min，等離子體放電功率=30W，氣體壓強(qiáng)=50～60Pa。通過(guò)接觸角測(cè)定、XPS和AFM研究了PDLLA膜經(jīng)N2等離子體和N2/H2混合氣體等離子體處理前后表面性能和表面形貌的變化。接觸角測(cè)定結(jié)果表明PDLLA-N2的表面親水性優(yōu)于PDLLA-N2/H2，XPS分析表明PDLLA-N2的表面氨基含量高于PD