抗凝血生物材料的血液相容性研究

发布时间：2020-10-15 06:04

　　 生物材料的血液相容性指生物材料表面抑制血管内血液形成血栓的能力和生物材料对血液的溶血现象(红细胞破坏)、血小板功能降低、白细胞暂时性减少、功能下降以及补体激活或等血液生理功能的影响,此外,还有材料不致使血浆蛋白变性,不影响血液中存在的生命体多种酶的活性,不改变血液中电解质浓度渗透压,不引起有害的免疫反应等诸多问题。它涉及血液与材料接触后血小板血栓形成(血小板粘附、聚集、变形)、溶血、白细胞减少等细胞水平的反应;凝血系统、纤溶系统激活等血浆蛋白水平反应;还有免疫成份改变、血小板受体、ADF(二磷酸腺昔)、前列环素释放等分子水平的反应。可见血液相容性涉及的因素非常多,其机理的研究及性能的表征也异常复杂,单一孤立的参数并不能说明某种材料的血液相容性的优劣。本论文较为系统地分析了血液-材料相互作用特性,并根据现行规范,提出一套血液相容性评定方法。在此基础上,对抗凝血材料表面特性进行了较为系统的研究,并利用模糊数学和层次分析法原理,最后对抗凝血材料的血液相容性进行了综合的评价。 抗凝血生物材料血液相容性研究表明:(1)肝素对维持血细胞及蛋白正常结构的功效显著。同时,实验结果还表明液晶共混聚醚氨酯材料抗凝血性能的获得来源于肝素、液晶和微相分离结构在材料表面结构方面的协同作用。(2)通过扫描电镜的观察和血浆蛋白质的分析,开展了对血浆蛋白吸附的研究。结果表明:增加材料表面的亲水性,有利于减少血浆蛋白的吸附量,增加吸附的总蛋白中白蛋白的比例;肝素化比提高亲水性的效果更明显,并且消除了本体材料使蛋白质的变性;液晶共混聚醚氨酯材料有适宜的微相分离结构对血浆蛋白的影响最大。(3)对五种材料血小板黏附的研究,发现材料表面亲水性的提高和肝素化可以减少血小板的黏附;液晶共混聚醚氨酯材料的特殊微相分离结构,更能减少血小板的黏附。(4)通过复钙时间和凝血因子的检测及对凝血过程的研究,可以得出,异体材料的介入肯定会激活凝血途径,使凝血时间变短;材料表面亲水性的提高,对延长凝血时间有一定的帮助,对提高材料抗凝血性来说,肝素的效果尤为显著。(5)观察血细胞的变化发现,现在使用的生物材料的溶血率都能达到5%以下的标准。材料表面亲水性的提高,能减少溶血现象的发生。但是液晶共混聚醚氨酯材料接触血液后,有一定的溶胀现象,从而对红细胞产生一定的负面影响。五种材料对白细胞的吸附实验表明:材料吸附白细胞几乎都在同一个水平上,没有太大的差别。 抗凝血材料表面特性研究表明:(1)在材料表面亲水性接枝能够提高材料的轻水性,增加表面自由能;材料和高亲水性的液晶共混后,更能大大提高表面自由能。(2)通过计算,两种材料改性前后的表面张力,由此得到它们与血液(以水计)的界面张 WP=5 力,结合前面血液相容性的研究,发现具有良好血液相容性的材料有较小界面张力。(3)运用计算分析液晶共混聚醚氨酯界面张力极小的原因,发现材料表面LCP的含量大于本体中的含量,说明LCP发生了表面迁移而在复合材料表面形成一亲水液晶层。 由于血液相容性单因素实验结果排序的差异性,实验结果单位和数值的差异性,采用模糊数学原理建立评价模型,对五种材料进行了综合评价。在建立模糊数学模型过程中,必须对评价因素分配权重,为了使权重的分配更加合理,引入了层次分析法,通过各因素与血液相容性层次联系,合理地给定了权重。其中,复钙时间、血小板的变化、凝血因子的变化、球蛋白的变化对材料血液相容性评价影响最大。评价的结果是,液晶共混聚醚氨酯拥有最佳的综合血液相容性,整体肝素化聚醚砜紧随其后。通过分析,两种血液相容性较好的材料需要改进的方向是:液晶共混聚醚氨酯在溶血率这个因素上还有待提高;整体肝素化聚醚砜则需要减少对白细胞的影响和改善材料表面的亲水性。
【学位单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2004
【中图分类】：R318.08
【部分图文】：

PES H-PESFig.2.1 adsorbtion of albumin in oxen plasma图 2.1 白蛋白黏附情况通过在扫描电镜下放大 1000 倍观察，可以清楚地看到图 2.1 中，两种材料有聚集成团的白蛋白，但聚醚砜是絮状颗粒，而且呈现了网状凝聚，说明聚醚了吸附白蛋白的变性。聚醚氨酯和 PEU/LCP 复合材料试样均吸附了一定数量白，且白蛋白轮廓清晰、边界分明，说明两种材料都对白蛋白有吸附作用。在素化的聚醚砜表面，也黏附有白蛋白，白蛋白吸附数量略多于未肝素化的聚醚黏附的白蛋白的分散非常的均匀，白蛋白颗粒清晰，表面光滑，保持了蛋白质和构象和性状，有利于防止血小板的黏附而导致凝血。根据扫描电镜测试结果形态可以看出，整体肝素化聚醚砜黏附的白蛋白更有利于材料形成良好的血性，减少和改善了白蛋白的吸附状态。从聚醚氨酯的扫描电镜照片中，可以看的聚醚氨酯放大后的表面极不均匀，高分子材料表面有许多孔洞，在表面的白附量较少。PEU/LCP 复合材料的吸附情况来看，整个材料由于有液晶的加入，其均匀、光滑，看不到任何孔洞和不平整的地方，表面吸附有较多的白蛋白颗

重庆大学硕士学位论文 4 模糊数学法对材料血液相容性评立不同的分析层次,按最高层(所达到的目标)、中间层(准则层)、最低层(指标层)列起来,形成一个多目标、多层次的分析模型。经过一系列的运算和检验,获得各指相对于总目标重要性的排列次序,即求得各指标的权重。① 建立层次分析评价模型
【引证文献】

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1 何健;SPR生物传感器的优化和在生物材料生物相容性研究中的应用[D];东南大学;2006年

本文编号：2841803