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高分子材料以其优良的机械性能和物理性能在临床上被广泛地用作血液接触性医用装置(如人工血管、人工心脏阀及透析器等)。当材料与血液接触时,血液成分由于受材料异体表面的刺激,材料表面常常会形成血栓,从而限制了高分子材料在临床医学上的应用。近年来,研究人员采用各种方法如接枝肝素、聚氧化乙烯及涂敷白蛋白等手段,使医用高分子材料的表面抗血栓性能虽然有了一定程度的改善,但至今尚未获得理想的抗血栓表面,这方面的研究目前仍在继续。本研究选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜作为基材,以乙二胺为氨化试剂,利用酯的亲核取代反应先在PET膜表面引入高反应活性的氨基,再以戊二醛为交联剂,将抗血栓性生物活性分子L-精氨酸共价固定在PET表面。借助XPS、FT-IR、接触角测定等方法对改性膜的表面化学组成、结构和亲水性进行了表征;根据蛋白吸附、溶血率、动态凝血性能分析、血小板黏附、血小板聚集、凝血时间分析、血栓形成等体外血液试验结果对L-精氨酸改性膜的血液相容性及抗凝血途径进行了分析和评价,并从分子水平分析探讨了L-精氨酸改性膜的抗血栓机制。通过以上研究,本文得到以下主要结论:(1)XPS分析结果显示,L-精氨酸改性膜表面的氮原子百分含量(5.32%)比氨化膜的(2.55%)明显提高;FT-IR分析结果显示,3432cm-1处出现N-H键的伸缩振动峰,1652 cm-1处出现-C=N-键的伸缩振动或N-H键的弯曲振动峰,1541cm-1处出现羧基阴离子(COO-1)吸收峰。结果表明:通过氨化和交联三步反应能够成功地将抗血栓试剂L-精氨酸固定在PET表面,L-精氨酸改性的PET膜表面是一种既具有两性离子结构特征又含有生物活性分子的新型功能表面。(2)L-精氨酸改性膜的水接触角由PET的78.5° 降低到改性后的43.7°,改性膜的亲水性明显增强;改性膜的牛血清白蛋白吸附量为0.44 ± 0.02μg•cm-2,比PET(0.59 ± 0.04μg•cm-2)下降了约25%,改性膜不易吸附牛血清白蛋白。(3)L-精氨酸改性膜表面仅有零星的血小板黏附,且黏附的血小板基本呈圆形;而PET膜表面有较多的血小板黏附且聚集成团状;改性膜的血小板聚集抑制率为57.2%,PET的血小板聚集抑制率为34.6%。结果提示:L-精氨酸改性的PET膜具有一定的抗血小板黏附和聚集功能。(4)L-精氨酸改性膜表面的复钙化时间(PRT)为451±8s,活化部分凝血活酶时间(APTT)为51 ± 2s,凝血酶原时间(PT)为18 ± 1s,分别比PET的延长了189s、14s和3s,表明改性膜是通过影响内源性凝血途径使其抗凝血性能显著改善。(5)L-精氨酸改性膜表面的血栓形成度只有0.71 ± 0.21,比PET(2.15 ± 0.19)降低了67%,表明改性膜具有良好的抗血栓性能。(6)L-精氨酸改性膜表面抗血栓性能的提高不仅与膜表面具有的两性离子结构特征有关,也与结合在膜表面的L-精氨酸的生物功能密切相关。两性离子结构使改性膜具有维持膜表面吸附蛋白正常构象的功能,而L-精氨酸中的游离胍基使改性膜具有潜在的长期释放NO功能,这种双重作用使L-精氨酸改性膜呈现良好的抗血栓性能。
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Degree: 理学博士
Mentor: 陈杰瑢
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Year: 2008
Language: Chinese
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