原子层沉积（ALD）介导的肝素接枝颈动脉支架

发布时间：2017-05-17 10:10

  本文关键词：原子层沉积（ALD）介导的肝素接枝颈动脉支架，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：缺血性心脑血管疾病目前严重危害人类健康,此类疾病主要是由血管狭窄所导致。颈动脉粥样硬化是引发血管狭窄的主要原因。如果颈动脉狭窄程度没有到到一定程度时,主要以药物控制为主,但当狭窄程度超过50%时,就需要进行颈动脉内膜切除或者对病变血管进行支架植入。颈动脉支架植入术目前应用较为广泛。但是,植入支架后,支架内再狭窄和内皮化严重影响着颈动脉支架植入术的应用。所以对改性支架表面增强其表面生物相容性就显得十分重要。肝素是一种天然的多糖类化合物,抗凝血性能十分突出,通常用肝素来改性与血液直接接触的材料表面,减少血栓的形成。此前,肝素以物理吸附等非共价结合的方式结合在材料表面来改性其生物相容性,但是,肝素很容易被洗脱。目前,有越来越多的肝素化方法,其中层层自主装法和共价接枝法应用最为广泛。肝素在金属表面的接枝非常困难,主要是因为金属表面缺乏活性的官能团,所以,将肝素接枝到金属表面需要对金属基底进行预处理。本实验,采用原子层沉积(Atomic Layer Deposition, ALD)的方法,在镍钛合金表面沉积一层超薄(10nm)的氧化铝(A1203)作为中间连接层,之后在沉积了A1203的表面进行3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)硅烷化,将表面丰富的羟基转化为氨基,再利用EDC/NHS反应将肝素接枝在镍钛合金表面。并对改性过后的镍钛合金片表面的物理化学性质以及生物相容性进行测试。改性表面的物理化学性质通过X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)观察得到。结果显示镍钛合金表面成功接枝了肝素。空白的镍钛合金片表面相对均匀平滑,RMS为18.1nm,接枝肝素的表面,RMS值增加到68.5nm,这种粗糙度明显增加表明肝素成功接枝到镍钛合金表面。肝素在镍钛合金表面的接枝含量以及稳定性通过甲苯胺蓝染色法来测定。接枝的肝素含量为2.27±0.05μg/cm2。在PBS中震荡洗脱30天后,肝素的含量为1.96±O.05μg/cm2。肝素的稳定存在表明,这种利用化学方法接枝肝素十分牢固。改性过后镍钛合金的表面血液相容性通过水接触角、蛋白吸附、血小板粘附和血浆复钙时间来表征。接枝前后的镍钛合金片的水接触角由83°降低到49°,表面的亲水性增加。表面的蛋白吸附量明显降低。改性过后的镍钛合金表面,血小板的粘附数量和聚集程度均有所下降,同时,粘附在表面的血小板仍保持圆球形,未被激活。肝素接枝的表面抗凝时间为1257s,玻璃的抗凝血时间为325s,镍钛合金片的抗凝血时间为863s,改性过后的表面展现出最长的抗凝血时间。对改性前后的的镍钛合金片进行溶血率测试、细胞增值测试、细胞毒性测试来确定其组织相容性的增强。改性前后的镍钛合金片的溶血率均低于2%,远小于临界值5%。在细胞增值和细胞毒性实验中,HUVEC生长状态一致,均良好,这表明,改性前后的镍钛合金均对HUVEC无影响。以上实验结果表明,ALD技术在医疗器械领域的应用上具有很大潜力,尤其是改性以及功能化金属材料表面。为植入型医疗器械,特别是血管内支架材料的表面改性带来福音。
【关键词】：原子层沉积 肝素 表面改性 镍钛合金支架
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R743;R318.08
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 颈动脉支架13-15
• 1.1.1 缺血性脑卒中及治疗方法13-14
• 1.1.2 血管支架的分类及特点14-15
• 1.2 肝素15-19
• 1.2.1 肝素的抗凝血机理15-16
• 1.2.2 肝素化材料的制备方法16-19
• 1.3 原子层沉积技术19-22
• 1.3.1 原子层沉积原理19-21
• 1.3.2 原子层沉积技术在金属医疗器械上的应用21-22
• 1.4 本论文的目的、内容和创新之处22-24
• 1.4.1 主要目的22
• 1.4.2 研究内容22
• 1.4.3 创新之处22-24
• 第二章 肝素化镍钛合金的制备与表征24-35
• 2.1 材料和仪器24-25
• 2.2 肝素化镍钛合金片的制备25-28
• 2.2.1 镍钛合金表面沉积Al_2O_326-27
• 2.2.2 肝素的接枝修饰27-28
• 2.3 肝素化镍钛合金片的表征28-29
• 2.3.1 AMF表征和XPS表征28
• 2.3.2 水接触角28-29
• 2.3.3 肝素含量和耐久性29
• 2.4 结果与讨论29-34
• 2.4.1 XPS和AFM实验结果29-32
• 2.4.2 水接触角实验结果32-33
• 2.4.3 肝素含量及耐久性实验结果33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 血液相容性的测试35-43
• 3.1 材料和仪器35
• 3.2 实验内容35-37
• 3.2.1 BSA和Fbg蛋白吸附35-36
• 3.2.2 血小板粘附36
• 3.2.3 血浆复钙时间36
• 3.2.4 溶血率36-37
• 3.3 结果与讨论37-42
• 3.3.1 BSA和Fbg蛋白吸附实验结果37-38
• 3.3.2 血小板粘附实验结果38-40
• 3.3.3 血浆复钙时间实验结果40
• 3.3.4 溶血率实验结果40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第四章 组织相容性的测试43-47
• 4.1 材料和仪器43
• 4.2 实验内容43-44
• 4.2.1 细胞增殖43-44
• 4.2.2 体外细胞毒性检测44
• 4.3 结果与讨论44-45
• 4.3.1 细胞增殖实验结果44-45
• 4.3.2 细胞毒性实验结果45
• 4.4 本章小结45-47
• 总结与展望47-48
• 参考文献48-58
• 硕士期间发表的论文及专利58-59
• 致谢59-61

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本文编号：373102