多功能等離子體聚合涂層構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治療，介入治療由于具有創(chuàng)傷小、即刻效果顯著、長期效果相對較好等優(yōu)點，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。在過去的幾十年里，研究者們采用了多種技術來提高血管支架的療效，特別是藥物洗脫支架的臨床應用，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用的兩大并發(fā)癥，要設計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功能的生物分子，以提高材料表面的抗凝和促內(nèi)皮修復功能是一個熱點研究方向。但金屬材料表面缺乏足夠密度的官能團，從而制約了生物分子的表面固定量。等離子體聚合技術可以在多種材料（如玻璃、金屬材料、高分子材料）和復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的等離子體聚合涂層。因此，將其用于在植入過程中會發(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。
　　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，在缺乏反應性官能團的醫(yī)用316L不銹鋼表面制備了富含胺基官能團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，構建富含酚羥基的TA-PPAam

4、功能涂層。通過接觸角、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組成和TA的接枝量。通過體外血小板粘附實驗和血管內(nèi)皮細胞、血管平滑肌細胞、巨噬細胞種植實驗，評價改性前后材料的血液相容性和細胞相容性，結果表明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)皮細胞相容性和抗炎性。
　　對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)和具有特異性促進血管內(nèi)皮細胞生長的內(nèi)皮細胞生長因子(VEGF)，分別構建BVLD@TA-PPAam和VEGF@TA-PPAam功能涂層。實驗結果表明，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的生物學活性。其中VEGF@TA-PPAam表現(xiàn)出顯著的促進血管內(nèi)皮細胞的粘附和鋪展增殖能力;BVLD@TA-PPAam通過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內(nèi)皮細胞粘附和生長的能力。這為多功能血管支架等心血管植入物的設計和構建提供了可能，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。
　　僅從某一個或某幾個方面

7、對血管內(nèi)膜層進行模擬不一定能夠獲得理想的近似細胞或細胞外基質(zhì)的功能。對血管支架材料等心血管植入材料表面進行多種生物分子修飾以賦予其表面多重生物學功能，能更好的模擬細胞或細胞外基質(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到要求。本文利用等離子體聚合技術，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建了同時具有胺基

8、和羧基雙官能團的等離子體Aam/Aac共聚涂層。通過接觸角、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組成。通過血小板粘附實驗，溶血實驗，血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞種植實驗以及動物皮下植入實驗評價改性前后材料的血液相容性、細胞相容性和組織相容性。結果表明通過在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，實現(xiàn)了惰性金屬材料表面雙重官能團化的目的，為后續(xù)雙重分子接枝提供了反應位點。并在

9、此基礎上進一步進行了肝素(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，與單獨的固定量相當，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現(xiàn)雙分子的共固定，為構建多功能表面提供了良好的平臺。
　　綜上，本文基