本文選題：紫外輻照　切入點：氧化鈦(TiO_2)　出處：《西南交通大學》2015年博士論文

【摘要】：優(yōu)良的抗凝血性是血液接觸材料的首要要求。Ti02具有良好的耐腐蝕性能和較好的抗凝血性能,有潛力作為薄膜材料改善其他材料的抗凝血性。因此,進一步改善Ti02薄膜本身的抗凝血性具有十分重要的意義。Ti02在紫外輻照的條件下具有光催化特性,會引起Ti02表面化學性質(zhì)的改變,進而有可能引起Ti02抗凝血性的改變。就目前而言,在國際上對于紫外輻照后Ti02薄膜抗凝血性的研究還相對較少。本文主要研究了紫外輻照對銳鈦礦晶型Ti02抗凝血性能的影響,探索了UV-TiO2的抗凝血機理,并對紫外輻照后的TiO2 (UV-TiO2)在生物材料領域的應用進行了探索。期望通過本文,對UV-TiO2在生物材料相關領域的探索和應用提供一個研究基礎。本文首先研究了紫外輻照對于銳鈦礦晶型的Ti02薄膜的抗凝血性的影響。通過生物學評價發(fā)現(xiàn)紫外輻照后的銳鈦礦Ti02薄膜(UV-TiO2)通過抑制纖維蛋白原吸附和構象變化抑制了血小板的粘附和激活,從而具有比低溫熱解碳(]TIC)更良好的抗凝血性。進一步借助掩膜光照的方法發(fā)現(xiàn),纖維蛋白原吸附受抑制區(qū)域(纖維蛋白原暗區(qū))相對于光照區(qū)域發(fā)生了擴大,這暗示著UV-TiO2的良好的抗凝血性可能與Ti02表面的光生ROS有關。為了進一步確認光生ROS是否是提升UV-TiO2抗凝血性的原因,本文在不同的條件下對Ti02進行了紫外輻照,發(fā)現(xiàn)在UV-TiO2的抗凝血性依賴于O2的存在,且在還原性溶液中紫外輻照并不能改善其抗凝血性。這些結果說明ROS的確是提升Ti02抗凝血性的原因。因此,UV-TiO2與血液蛋白的相互作用本質(zhì)上取決于光生RO S在Ti02表面的作用程度和擴散距離,而在現(xiàn)象上則體現(xiàn)為紫外輻照時間依賴性：(1)短時間(約lmin)紫外輻照賦予UV-TiO2對纖維蛋白原吸附的抑制作用,(2)隨著輻照時間的延長,UV-TiO2的對纖維蛋白原吸附的抑制作用具有擴散特性,可向周圍的Ti02或Si區(qū)域擴散。(3)長時間(約240min)的紫外輻照促使Ti02表面有機吸附物充分降解,導致正電荷增加,從而賦予了UV-TiO2對纖維蛋白原吸附的促進作用。經(jīng)長時間紫外輻照后,對纖維蛋白原吸附的促進作用與抑制作用同時存在,但抑制作用占主導地位。本文進一步研究了紫外輻照改變了Ti02的哪些特性從而提升了其抗凝血性。發(fā)現(xiàn)UV-TiO2優(yōu)良的抗凝血性與紫外輻照引起的超親水性、-OH含量增加、自潔作用、表面殘余ROS無關,而與材料表面有機吸附物的氧化可能有關。更進一步的研究發(fā)現(xiàn),UV-TiO2接觸血液后會形成生物惰性表面。該惰性表面可以阻止后繼粘附性蛋白的吸附和細胞的粘附。而UV-TiO2接觸單一粘附性蛋白的生理鹽水溶液后并不會形成生物惰性表面。在上述研究基礎上,本文利用Ti02的特性制備具有抗凝血、促細胞粘附的復合功能的材料。首先利用熱H2SO4對Ti02表面有機吸附物進行去除,以增加Ti02表面的正電荷,接著進行紫外輻照以改善Ti02的抗凝血性。所獲得的樣品TiO2-H2SO4-UV在血液中具有阻抗纖維蛋白原吸附的能力。而在體外細胞培養(yǎng)實驗中,該表面具有促進內(nèi)皮細胞、巨噬細胞粘附的能力。但由于該表面的抗凝血能力來自于UV-TiO2與血液接觸后形成的生物惰性表面,所以若在體內(nèi)的血液環(huán)境中,其促細胞粘附的能力是否會被生物惰性表面的特性所壓制,還需動物實驗的進一步證實。本文嘗試將UV-TiO2與圖形技術相結合,研究UV-TiO2在常見的生物材料微制造領域的應用,具體內(nèi)容包括：(1)在TiO2表面實施了掩膜光照,制備出了纖維蛋白原圖形,從而進一步制備了血小板、內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞微圖形。(2)制備TiO2-TiN復合材料圖形,發(fā)現(xiàn)紫外輻照后TiN區(qū)域會受到ROS改性,從而同樣具有抗凝血性。(3)制備TiO2-TiO2的深溝槽圖形,體外實驗顯示,長時間紫外輻照后該圖形具有抗凝、促內(nèi)皮粘附、調(diào)控內(nèi)皮細胞形態(tài)為長梭形的能力。前面的研究表明UV-TiO2的抗凝血能力與光生ROS有關,從而具有擴散性。因此本文將紫外輻照下的Ti02作為ROS來源,通過光催化印刷技術(PCL)將UV-TiO2的抗凝血和制備細胞圖形的功能轉(zhuǎn)移到了多種材料表面。初步證實了PCL-目標材料的抗凝血性與UV-TiOi勺抗凝血性具有類似機制,并發(fā)現(xiàn)具有還原性的表面不適合PCL技術改性。這一研究擴展了PCL技術的應用領域。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ460.1;TB383.2

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本文編號：1654158