血液相容性是生物材料設(shè)計(jì)的永恒主題�？膳c肝素媲美的類肝素化聚合物改性后的材料,其血液相容性可得到顯著改善,但是研究人員多注重對(duì)改性后材料性能的研究,而對(duì)類肝素化聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)如何影響生物性能缺乏全面和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。由于類肝素在材料表面的精確合成并非易事,尤其是要考慮多重化學(xué)結(jié)構(gòu)因素(包括糖、磺酸和羧酸)對(duì)生物學(xué)性質(zhì)的影響,這往往會(huì)提高合成步驟的復(fù)雜性和難度。因此尋找一種簡便易行的策略在材料表面合成組成可控的類肝素聚合物,從而進(jìn)一步明確肝素聚合物化學(xué)組成與生物學(xué)性質(zhì)的關(guān)系具有十分重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義�；诖�,本論文將肝素“概念化”為含有糖、磺酸和羧酸單元等基本構(gòu)筑單元,并以這個(gè)概念為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)了一系列經(jīng)類肝素聚合物改性的材料表面,研究了材料表面的聚合物組分及其比例與血小板、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞的作用情況,獲得類肝素化聚合物中每一組分(糖、磺酸、羧酸)的含量以及組合形式對(duì)其生物活性的影響規(guī)律,通過調(diào)控使修飾后材料在抗凝血性能、內(nèi)皮細(xì)胞作用和平滑肌細(xì)胞作用這三者達(dá)到有機(jī)平衡,最終獲得兼具抗凝血性能、促進(jìn)內(nèi)皮化和抑制平滑肌細(xì)胞增生的多功能材料表面。具體研究內(nèi)容如下:(一)糖單元和磺酸單元比例可調(diào)的類肝素表面的制備及其抗凝血性能的研究。以甲基丙烯酰胺基葡萄糖(MAG)和對(duì)苯乙烯磺酸鈉(SS)為聚合單體,實(shí)施這些單體在乙烯基功能化的PU表面的接枝聚合。通過調(diào)節(jié)兩單體投料比,合成了一系列具有不同單元組分的材料表面。均聚物接枝的PU,即僅包含糖單元或磺酸單元的表面,在細(xì)胞-材料反應(yīng),如血小板粘附、血管內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和增殖以及平滑肌細(xì)胞的粘附和增殖等方面,具有較大差異。對(duì)于共聚物改性的材料表面,當(dāng)糖與磺酸單元比例為1:2時(shí),得到具有最佳抗凝血性能的表面(PU-PS1M1),該表面具有最長的血漿復(fù)鈣化時(shí)間,此外,材料表面血小板和平滑肌細(xì)胞粘附密度最低,而內(nèi)皮細(xì)胞粘附密度最高。(二)羧酸基團(tuán)對(duì)類肝素化表面抗凝血性能的影響。以MAG、SS、丙烯酸(AA)為聚合單體,通過可逆加成-斷裂轉(zhuǎn)移(RAFT)聚合法合成了一系列組分明確、分子量分布較窄的均聚物和共聚物,將還原后的含巰基的聚合物通過金-硫自組裝法引入到金片表面。其中,組裝有共聚物PS1M1(MAG/SS=1/1)的金表面,可顯著促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞增殖,同時(shí)可抑制平滑肌細(xì)胞增殖。僅組裝有聚丙烯酸PAA的材料表面(Au-PAA),對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的粘附和增殖均產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)PS1M1和PAA摩爾比例為1:1時(shí),混合自組裝改性材料表面(Au-PSM/PAA-2)具有最佳抗凝血性能,改性表面能夠在促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞粘附和增殖的同時(shí),抑制平滑肌細(xì)胞的粘附和增殖。與僅組裝有PS1M1的表面相比,該混合比例表面對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞粘附和增殖的效果更加顯著,而對(duì)平滑肌細(xì)胞的抑制作用無明顯差異。總之,本論文通過調(diào)控結(jié)構(gòu)中糖單元、磺酸單元以及羧酸單元的組成,使修飾后的材料表面在抗凝血性能、內(nèi)皮細(xì)胞作用和平滑肌細(xì)胞作用這三者達(dá)到有機(jī)的平衡,最終獲得兼具抗凝血性能、促進(jìn)內(nèi)皮化和抑制平滑肌細(xì)胞增生的多功能材料表面。本論文的工作將豐富類肝素化聚合物結(jié)構(gòu)與生物學(xué)性能關(guān)系這一基礎(chǔ)研究理論,同時(shí)為血液相容性材料的多功能設(shè)計(jì)提供新的思路。
【學(xué)位單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O631;R318.08
【部分圖文】：

圖 1-1 肝素結(jié)構(gòu)（X=H 或 SO3-，Y=Ac，SO3-或 H）[3]素的生物功能930 年首次用于臨床治療至今，肝素作為抗凝藥物的歷史已經(jīng)近一活性外，肝素在其它細(xì)胞功能方面如細(xì)胞粘附、增殖、遷移和分化用。

類肝素聚合物修飾的材料表面及其血組裝[11]。過程如圖 1-2 所示：首先，將碳納米管分別浸泡在含中，制備分別帶有肝素和殼聚糖的碳納米管；然后將 PVDF 膜溶液中浸泡過夜，使材料表面含有足夠的氨基；最后，將 PVD素和殼聚糖的碳納米管溶液中，從而構(gòu)建了肝素改性的 PVDF可抑制血小板粘附和激活，活化部分凝血活酶時(shí)間（APTT）后的膜表面還可以促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的粘附和增殖。利用弱相互素易于排列成結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定的多層或薄膜結(jié)構(gòu)。

修飾的材料表面及其血液相容性研究 1.04%，血漿復(fù)鈣化時(shí)間也從 134 s 延長至 360 s。
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