聚四氟乙烯表面的仿生化修饰与生物相容性研究

发布时间：2017-06-30 05:14

  本文关键词：聚四氟乙烯表面的仿生化修饰与生物相容性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：人工血管材料表面的内皮细胞化是解决其表面平滑肌增生及血栓形成的重要途径，目前的研究结果表明，材料表面经适当的生物分子处理能够促进内皮细胞在其表面的黏附和保留。本论文以聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene, PTFE)为研究基材，以生物分子修饰为前提，通过等离子体相关技术和多巴胺自聚-复合技术为改性手段活化PTFE，并在此基础之上模拟细胞外基质(Extracellular matrix, ECM)的成分与结构在其表面构建了ECM仿生化修饰层，并对该修饰层的血液相容性以及内皮细胞和平滑肌细胞的黏附行为等进行了研究。 通过冷等离子改性技术构建的仿生化修饰层具有较好的亲水性，表面S元素经XPS测定为0.4%，有较好的血液相容性且部分凝血活酶时间(APTT)有所延长并具有了一定的抑制血小板黏附激活的活性。内皮细胞(HUVEC)与平滑肌细胞(HASMC)体外培养结果表明，仿生化修饰能够改变细胞在PTFE表面的黏附行为，PTFE经胶原蛋白改性后两种细胞的黏附数量均得到了提高(5倍)，但并没有表现出细胞黏附的选择性。该表面进一步经肝素修饰后，内皮细胞的黏附量进一步提高40%，而平滑肌细胞的黏附量降低，二者的黏附量比为2.5:1，，对于平滑肌细胞的黏附表现出一定的选择性抑制。 借助多巴胺改性后的PTFE表面，同样以共价键合的方式通过希夫碱和迈克尔加成反应依次锚定胶原蛋白和肝素，进而构建ECM的仿生化修饰层。该修饰层同样具有较好的亲水性，表面S元素增至0.9%，肝素固定量为之前的两倍。同样，该修饰膜层也具有较好的血液相容性，且比之前具有更好的抗凝和抑制血小板黏附激活的活性。HUVEC与HASMC培养结果表明，该修饰层具有更好的内皮细胞黏附活性，内皮细胞的黏附数量可提升为PTFE未修饰样品的10倍，而平滑肌细胞的黏附量明显下降，二者的黏附量比为4:1，表现出更显著的平滑肌细胞选择性抑制。PTFE表面仿生化修饰层所固定的肝素量直接影响着细胞的选择性黏附行为，这表明肝素在材料表面仿生化修饰中，是调控表面细胞黏附行为的重要因素。 两种表面活化技术比较而言，冷等离子体改性技术虽然比其他PTFE表面处理手段更为温和，但受射频易疲劳的影响，存在反应不稳定等问题，而多巴胺自聚-复合技术更为简单易行，且其表面固定的生物分子量有所提高，对于表面细胞的黏附行为有着更明显的调控作用，这为人工血管材料表面的内皮细胞化及抗平滑肌细胞增生等研究提供了依据。
【关键词】：聚四氟乙烯 表面改性 胶原蛋白 肝素 ECM仿生化修饰 选择性黏附
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 概述7-8
• 1.1.1 生物医用材料的简介7
• 1.1.2 生物医用材料的分类7-8
• 1.2 植入型材料的特性8
• 1.3 植入型材料的表面改性8-11
• 1.3.1 材料的物理化学改性8-9
• 1.3.2 材料的生物活性改性9-11
• 1.4 人工血管材料的表面内皮化11-12
• 1.5 本论文的研究目的与意义12
• 1.6 本论文主要研究内容12-15
• 1.6.1 本论文的技术路线12-13
• 1.6.2 材料表面改性13
• 1.6.3 具有选择性的仿 ECM 功能化 PTFE 表面的构建及表面表征13
• 1.6.4 血液相容性评价13
• 1.6.5 细胞选择性评价13-15
• 第二章 基于冷等离子体改性技术构建 PTFE 仿生化表面及其生物相容性研究15-30
• 2.1 引言15-16
• 2.2 试剂和仪器16-17
• 2.2.1 实验试剂16
• 2.2.2 实验仪器16-17
• 2.3 实验方法17-21
• 2.3.1 PTFE 的冷等离子体改性17
• 2.3.2 ECM 仿生化修饰层的构建17
• 2.3.3 ECM 仿生化修饰后 PTFE 表面的表征方法17-18
• 2.3.4 材料表面血液相容性评价18-19
• 2.3.5 内皮细胞及平滑肌细胞的材料表面的黏附行为研究19-21
• 2.3.6 统计分析21
• 2.4 结果与讨论21-28
• 2.4.1 表面表征结果21-24
• 2.4.2 血液相容性实验结果及分析24-25
• 2.4.3 内皮细胞及平滑肌细胞材料表面的黏附结果分析25-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 基于多巴胺自聚-复合技术构建 PTFE 仿生化表面及其生物相容性研究30-41
• 3.1 引言30
• 3.2 试剂和仪器30-31
• 3.2.1 实验试剂30-31
• 3.2.2 实验仪器31
• 3.3 实验方法31-32
• 3.3.1 PTFE 的多巴胺自聚-复合改性31-32
• 3.3.2 ECM 仿生化修饰层的构建32
• 3.3.3 经多巴胺改性及 ECM 仿生化修饰后 PTFE 表面的表征32
• 3.3.4 材料表面血液相容性评价32
• 3.3.5 内皮细胞及平滑肌细胞的材料表面的黏附行为研究32
• 3.3.6 统计分析32
• 3.4 结果与讨论32-39
• 3.4.1 表面表征结果32-35
• 3.4.2 血液相容性实验结果及分析35-36
• 3.4.3 内皮细胞及平滑肌细胞材料表面的黏附结果分析36-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 结论与展望41-43
• 4.1 主要结论41-42
• 4.2 展望42-43
• 致谢43-45
• 参考文献45-49
• 附录：硕士期间发表论文49

【共引文献】

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