【摘要】：心血管疾病是目前導(dǎo)致人類死亡的首要因素。目前,治療心血管疾病的主要手段有藥物治療、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)和介入治療等。其中,基于血管支架的介入治療由于其具有創(chuàng)傷小、立竿見影的療效等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為治療重癥冠心病患者最為常用的臨床手段之一。在過(guò)去的30多年里,研究者采用了多種表面改性技術(shù)來(lái)提高血管支架的生物相容性,血管支架也經(jīng)歷了多次的更新?lián)Q代：從最早的經(jīng)皮球囊成形術(shù)到裸金屬支架的應(yīng)用,到2000年后獲得革命性突破的藥物洗脫支架,再到現(xiàn)在逐漸發(fā)展為內(nèi)皮祖細(xì)胞捕獲支架,全降解金屬支架、全降解高分子支架、’仿生內(nèi)皮功能支架百家爭(zhēng)鳴的態(tài)勢(shì)。等離子體聚合是本世紀(jì)60年代才發(fā)展起來(lái)的一種新的制備高分子聚合膜的技術(shù),它是利用放電把有機(jī)類氣態(tài)單體等離子體化,使其產(chǎn)生各類活性種,由這些活性種之間或活性種與單體之間進(jìn)行加成反應(yīng)形成聚合膜。該類薄膜的優(yōu)勢(shì)在于幾乎能在所有固體材料(聚合物、玻璃、金屬、陶瓷等)表面沉膜,合成的薄膜含有豐富的官能團(tuán),柔韌性好,與基底之間的結(jié)合力較好,能夠抵御大的變形。尤其是針對(duì)血管支架這種經(jīng)過(guò)撐開過(guò)程而服役的植入器械而言,具有較大的優(yōu)勢(shì)。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)等離子聚合涂層組成、結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控等方面的認(rèn)識(shí),本論文首先通過(guò)引入烯丙胺、氮?dú)?從3 sccm～6 sccm)作為輔助氣體沉積富胺基涂層。通過(guò)紅外、X射線光電子能譜、掃描電鏡、原子力顯微鏡、接觸角、橢偏儀等方法表征涂層的化學(xué)組成和表面形貌。利用電化學(xué)工作站評(píng)價(jià)改性后的涂層的耐腐蝕性情況。通過(guò)內(nèi)皮細(xì)胞、成骨細(xì)胞、巨噬細(xì)胞種植實(shí)驗(yàn),評(píng)價(jià)改性前后材料的細(xì)胞相容性和組織相容性。結(jié)果表明在5 sccm氮?dú)饬髁肯?聚合涂層具有最高的胺基濃度,并且該涂層通過(guò)增加蛋白吸附進(jìn)而促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞和成骨細(xì)胞的粘附、鋪展、增殖,通過(guò)影響TNF-α和IL-6分泌進(jìn)而介導(dǎo)抑制巨噬細(xì)胞的粘附和激活。在此基礎(chǔ)上,本文開展了在可降解基底材料(鎂鋅錳合金,純鐵)上沉積富胺基涂層并進(jìn)行耐腐蝕評(píng)價(jià)和生物學(xué)評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該涂層可以提高材料的耐腐蝕性能,同時(shí)表面的胺基進(jìn)一步提高了材料的生物相容性。支架撐開實(shí)驗(yàn)證實(shí)了該聚合涂層優(yōu)異的力學(xué)性能及其在全降解金屬血管支架應(yīng)用上的可行性。因此利用等離子體技術(shù)可以制備較為致密的等離子體聚合涂層,涂層制備過(guò)程具有一步沉積、無(wú)溶劑沉積的優(yōu)勢(shì),特別適合可降解血管支架材料的表面修飾。為了探索將等離子體聚合技術(shù)應(yīng)用于內(nèi)皮祖細(xì)胞捕獲支架的制備技術(shù),本文進(jìn)一步利用等離子聚烯丙胺的電負(fù)性固定可以與內(nèi)皮祖細(xì)胞特異性結(jié)合的DNA適配子。石英晶體微天平的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明DNA適配子的穩(wěn)定固定量高達(dá)175 ng/cm2。細(xì)胞結(jié)果證實(shí)改性后的薄膜展現(xiàn)了與內(nèi)皮祖細(xì)胞特異性結(jié)合的能力。同時(shí)改性后表面適宜內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)而不促進(jìn)平滑肌細(xì)胞的增生。但是血液評(píng)價(jià)的結(jié)果表明,該支架表面的抗凝血性不佳,需要進(jìn)一步修飾抗凝分子。健康的心血管內(nèi)皮層可依靠其細(xì)胞膜上的抗凝分子、內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi)持續(xù)不斷釋放的一氧化氮(NO)以及分泌的前列環(huán)素等活性因子發(fā)揮維持血液微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的協(xié)同作用。因此本論文提出了依據(jù)仿生天然血管內(nèi)皮細(xì)胞生理功能的理念,固定天然內(nèi)皮細(xì)胞細(xì)胞外基質(zhì)成分之一的肝素,以及可以持續(xù)、穩(wěn)定催化釋放NO的“肝素-NO催化雙功能”涂層�；谇捌谘芯�,我們利用等離子聚烯丙胺涂層為平臺(tái),通過(guò)碳二亞胺反應(yīng)逐步固定肝素和具有催化NO釋放活性的硒代胱胺。體外結(jié)果說(shuō)明該內(nèi)皮仿生涂層具有抗凝、抑制平滑肌增生、加強(qiáng)內(nèi)皮祖細(xì)胞遷移、生長(zhǎng)等方面的功能,展現(xiàn)了其在預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化、自由基清除、心血管組織工程修復(fù)等研究領(lǐng)域的潛在優(yōu)勢(shì)。綜上,本研究的主要目的是基于等離子聚烯丙胺薄膜構(gòu)建多種血管支架表面改性層,并對(duì)改性前后的表面進(jìn)行相關(guān)功能評(píng)價(jià),以期更好的認(rèn)識(shí)、比較不同概念型支架(本文中為裸金屬支架、可降解金屬支架、內(nèi)皮祖細(xì)胞捕獲支架、內(nèi)皮仿生功能支架)在體外的生物相容性,探索其應(yīng)用在臨床上所面臨的問(wèn)題。為心血管材料表面生物微環(huán)境的合理構(gòu)建提供了重要數(shù)據(jù)支持,也為新一代多功能心血管支架的表面設(shè)計(jì)提供了新思路。
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【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08
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本文編號(hào)：2373871