L-精氨酸改性聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的血液相容性

以戊二醛为交联剂,采用三步反应将L-精氨酸共价固定在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜表面。用XPS和FT-IR检测了改性前后膜表面化学组成和结构的变化;通过接触角测定表征了膜表面化学组成对膜亲水性的影响;用BCA(bicinchoninic acid)法测定了膜表面吸附的蛋白量;借助扫描电镜观察了血小板在膜表面的粘附状况。结果显示:膜表面的水接触角由改性前的78.5°降低到改性后的43.7°;改性PET膜表面的蛋白吸附量比未改性PET的下降了25%;改性膜表面只有稀疏血小板粘附,且粘附的血小板呈圆形。     

通用高分子材料的化学和生物改性及其血液相容性研究

功能化与高性能化的通用高分子材料在医用耗材及器械领域有着广泛的应用。作为重要的医用材料之一,血液相容性是首先需要解决的关键科学问题。通用高分子的血液相容性可通过化学和生物修饰来实现。采用的方法大体分为本体改性和表面改性。本体改性主要通过反应接枝和反应共混实现;而表面改性则主要通过在材料表面制备亲水性聚合物刷或亲水层、固定生物活性分子和形成生物仿生膜3种方法来实现。目前,生物材料的血液相容性研究主要集中在血浆蛋白吸附、血小板粘附和红细胞溶血3个方面。结合本课题组近期在生物医用材料领域的研究成果,简要介绍了国内外近年来通用高分子材料的化学和生物改性及其血液相容性研究进展。     

水热反应时间对三维石墨烯血液相容性的影响

以石墨烯为原料,采用乙二胺水热还原的方法制备三维石墨烯,在实验中通过控制水热反应时间来调控所得到的三维石墨烯的孔径大小,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)对三维石墨烯的表面形貌、结构和成分进行了表征,利用蛋白电泳、血小板粘附实验、溶血实验对制备样品表面的蛋白吸附率、血小板粘附等情况进行了对比。随着水热反应时间的延长,三维石墨烯的孔径由340μm逐渐减小为230μm,且N元素被引入到材料中,形成了新的化学键。将水热反应时间由6h延长至24h,使得制备出的三维石墨烯样品表面对牛血清白蛋白(BSA)的吸附量由2.6%上升至16.8%,溶血率由2.2%降至0.3%;同时,抗血小板粘附的能力也在不断增强。水热反应时间的延长可以减小三维石墨烯材料的表面孔径、增加其比表面积,提高材料表面对BSA的吸附能力和抗血小板粘附的能力,同时不断降低材料溶血率。水热反应时间的延长有利于提高石墨烯材料的血液相容性。     

甲壳糖血液相容性研究

随脱乙酰度的提高、甲壳糖膜亲水性增加，血液相容性增强，脱乙酰度达９０％时，甲壳糖膜的复钙时间为１１２秒，溶血率为１．８％，血小板形态指数为２．２６，表现出较好的血液相容性。     

壳聚糖-聚羟基丁酸酯共混膜的体外血液相容性评价

制备了壳聚糖(CTS)/聚(R)-3-羟基丁酸酯(PHB)二元系列膜,扫描电镜(SEM)分析检测其表面形貌.体外评价了不同比例共混复合物的溶血率、动态凝血、复钙化时间及血小板粘附.结果表明,二元共混膜较之原料壳聚糖相比,溶血率下降,复钙化时间延长,动态凝血曲线变化缓慢.SEM显示共混膜材料表面的血小板粘附现象明显少于壳聚糖.组成为C1B1的共混材料表现突出.通过与PHB简单共混的方法可以有效改善壳聚糖的血液相容性能.     

聚已内酯表面磷酸胆碱仿生改性的血液相容性研究

通过表面原子转移自由基聚合法(SI-ATRP)得到具有不同接枝密度的聚2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱改性的聚己内酯薄片(PCL-g-PMPC)。用衰减全反射红外、扫描电镜及接触角直接或间接地证明表面接枝反应成功;并通过蛋白吸附、血小板粘附及凝血时间对其血液相容性进行了评价。结果表明,利用SI-ATRP法在PCL表面接枝一层具有仿细胞外层膜结构的PMPC能不同程度地提高PCL薄片的血液相容性。     

双重改性聚偏氟乙烯膜的制备及血液相容性

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,以亲水性、生物相容性极佳的丙烯酰吗啉(ACMO)及带强阴离子性磺酸基的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为功能单体,通过自由基聚合制得PVDF接枝共聚物,并用红外光谱和核磁共振对其进行表征。通过浸没沉淀相转化法制备了共聚物膜,用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪、全自动凝血仪对膜的表面组成、结构形貌、亲水性及血液相容性进行了研究。结果表明,在成膜过程中功能基团均向膜表面偏析,有致孔作用。与纯PVDF膜相比,改性膜的亲水性提高,且能抑制血细胞粘附,其活化部分凝血活酶时间及凝血酶原时间分别延长了7.80 s和2.83 s,纤维蛋白原的浓度从0.897 g/L降低到0.818 g/L,改性后膜的亲水性及血液相容性提高。     

钛材料表面固定多聚赖氨酸-肝素纳米颗粒以改善血液相容性的研究

通过将多聚赖氨酸(PLL)-肝素纳米颗粒固定在多巴胺涂覆的钛表面,以改善其血液相容性。利用zeta电位仪及甲苯胺蓝法检测纳米颗粒的粒径及成分,通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)及水接触角等对颗粒固定前后表面理化性质的变化进行表征。通过体外血小板粘附实验、肝素释放及活化部分凝血活酶时间(APTT)检测对改性样品的血液相容性进行评价。结果表明,PLL-肝素纳米颗粒成功固定在多巴胺沉积的钛表面,纳米颗粒的固定有效降低钛材料表面血小板的粘附行为,大大提高了血液相容性。     

抗凝血尼龙膜的制备及表征

采用表面引发原子转移自由基聚合法(SI-ATRP),将磺铵两性离子聚合物(PDMMSA)构建在尼龙膜表面。采用WCA、AFM、ATR-FTIR对改性前后尼龙膜进行表征,结果显示,两性离子聚合物已成功地接枝在尼龙膜表面,改性后尼龙膜的表面润湿性比改性前得到了很好的改善。采用蛋白质吸附、血小板粘附实验评价改性前后尼龙膜抗凝血性能的变化,结果表明,即使改性时间只有20min的尼龙膜都具有优异的抗凝血性能。     

低温等离子体接枝改性PVDF膜

采用低温等离子体接枝技术改性聚偏氟乙烯膜(PVDF),在PVDF膜表面引入疏水性单体苯乙烯,达到改变膜表面孔径的大小和孔径分布的目的.通过傅立叶红外光谱仪(FTIR-ATR)对改性前后的PVDF膜表面进行了结构分析,考察了PVDF膜接枝前后官能团的变化.采用示差扫描量热仪(DSC)分析了PVDF改性前后膜的孔径分布,考察了改性条件对膜孔径大小和分布的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观测了PVDF膜改性前后表面形貌的变化.研究了接枝温度、接枝时间等接枝条件对PVDF改性膜纯水通量的影响.结果表明,随着照射时间和接枝时间的延长,PVDF改性膜的孔径分布变窄,纯水通量下降,接枝率提高.     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性及在酪蛋白分离中的应用

采用化学改性的方法,在KOH/KMnO4体系中对聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面进行化学处理,引入羟基等活性基团,并利用甘油水溶液增加膜表面的化学稳定性。分别改变试剂浓度、温度、反应时间等参数,确定最佳反应条件。实验结果表明,改性后的聚偏氟乙烯膜表面接触角减小,亲水性增强。将改性前后的膜分别应用于酪蛋白的分离实验,测定膜通量的衰减,发现改性后的PVDF膜表面的抗蛋白吸附能力有很大程度的提高。     

生物可降解Mg-2Zn-0.2Mn合金的体外生物相容性

采用真空铸造技术制备了Mg-2Zn-0.2Mn三元镁合金,并对该合金体外生物生物相容性能进行了研究。采用血小板粘附、溶血率评价镁合金的血液相容性,采用细胞增殖实验(CCK-8)、细胞凋亡实验(AO/PI)评价镁合金的细胞相容性。结果表明:血小板粘附实验表明,与常用的AZ31B镁合金和316L不锈钢样品相比较,Mg-2Zn0.2Mn镁合金表面粘附的血小板数量少,且激活和团聚较轻微;溶血实验的结果表明Mg-2Zn0.2Mn的溶血率为4.7%,远小于AZ31B的80.9%溶血率。血小板黏附和溶血实验说明Mg-2Zn0.2Mn镁合金具有优异的血液相容性。细胞增殖和凋亡实验结果也表明,较AZ31B样品,Mg-2Zn0.2Mn样品表面显示了更好的内皮细胞粘附和增殖能力,说明Mg-2Zn0.2Mn镁合金具有很好的血液相容性和内皮细胞相容性,有望作为今后可降解血管支架的候选材料。     

聚偏氟乙烯中空纤维医用膜的研制

利用非溶剂相转化法,制备不同聚偏氟乙烯(PVDF)改性膜.研究PVDF与聚乙二醇(PEG)-400固含量对膜性能的影响,并将PVDF改性膜与市售血液透析膜F60S的性能进行了对比分析.结果表明,随着PVDF固含量的增加,膜分离孔径和纯水通量逐渐减小,BSA截留率和机械性能提高;随着PEG-400固含量的增加,膜分离孔径先减小后增大,BSA截留率先增加后减小,纯水通量逐渐提高,机械性能下降.PVDF/PEG膜分离孔径与纯水通量比F60S膜略低,BSA截留率、机械性能、血液相容性与F60S膜相比均具优势.     

壳聚糖/PHB/PEG多元共混膜的制备与体外血液相容性研究

为了改善壳聚糖材料的血液相容性能,在醋酸体系中制备了壳聚糖(CTS)/聚-(R)-3-羟基丁酸酯(PHB)/聚乙二醇(PEG)的多元共混复合材料,复合膜材料的基本理化性质经FT-IR、广角X粉末衍射(WAXD)、SEM和水溶胀率测定表征,体外评价了CTS/PHB/PEG多元共混膜的血液相容性。结果显示,共混物组分间存在一定的化学作用,共混膜的结晶行为受CTS控制,PHB和PEG的加入对CTS材料的表面形貌及亲水性能有较大影响。三元共混膜较CTS在溶血率、复钙化时间、动态凝血曲线等血液相容性能方面有所改善,膜表面血小板粘附减少,表现出良好的抗凝血性能。     

磷酰胆碱类似物在有机硅材料表面的常压等离子体引发接枝改性研究

采用He常压辉光放电等离子体(APGDP)处理有机硅薄膜材料表面并引发2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)在其表面接枝聚合.通过ATR-FTIR对接枝前后膜表面的结构进行表征分析,确定MPC共价接枝到材料表面.改性后膜表面的接触角由101°下降到54°,在室温下保存15天后仍维持在58°左右,表明接枝MPC后有机硅材料获得高亲水性的表面,并能使这一性质较好地保持.接枝前后膜的力学性质变化不大.体外血小板粘附实验表明,接枝MPC后的材料表面能够显著抑制血小板的粘附和聚集,具有优良的血液相容性,可以作为一种新型医用生物弹性体.     

凝固浴组成对PVDF-g-PACMO共聚物膜结构与抗污染性能的影响

采用亲水、无毒、生物相容性好、对蛋白质吸附有排斥作用的丙烯酰吗啉(ACMO)对聚偏氟乙烯(PVDF)本体进行亲水改性,研究了凝固浴中不同乙醇含量(乙醇:去离子水的质量比分别为0∶100,15∶85,30∶70,45∶55)对PVDFg-PACMO共聚物膜抗污染性能的影响。结果表明,随着凝固浴中乙醇含量的增加,膜断面孔结构向海绵状转变,膜平均孔径和孔隙率增大,纯水通量增加,牛血清蛋白(BSA)截留率降低,膜表面亲水性增加,抗污染性能提高。当凝固浴中乙醇质量分数为45%时,膜表面BSA的吸附量由115.4μg/cm2降至20.6μg/cm2,通量恢复率高达97.6%,总污染指数低至0.148。因此,通过改变凝固浴中乙醇的含量,能使PVDF-g-PACMO膜表面亲水性明显提高,制得了具有良好抗蛋白质污染能力的改性PVDF膜。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜表面疏水化制备方法研究

提出了一种新的多孔膜表面疏水化处理方法,通过超滤操作,使分散液中聚偏氟乙烯(PVDF)颗粒沉积在PVDF中空纤维膜表面,然后进行干燥处理,利用PVDF材料特有的本体粘附效应,得到表面疏水化改性的PVDF膜。通过超声处理改性后的PVDF膜,验证了表面疏水层与基膜的结合稳定性。初步优化了涂覆工艺条件:预洗酒精体积浓度80%;预洗基膜时间120min;涂覆后膜丝干燥时间60min;PVDF颗粒固含量0.099%(质量分数);涂覆压力0.050MPa;涂覆时间30min。涂覆后PVDF中空纤维膜内表面接触角从(83±3)°提高至(144±3)°。涂覆后的膜应用于高污染的发酵液膜蒸馏中,抗亲水化时间从180min延长至380min。     

三种生物碳素材料表面的血小板粘附研究

介绍了生物碳素材料的血液相容性的研究概况 ,研究了血小板在石墨、金刚石膜和类金刚石膜材料表面的粘附行为 ,结果表明 ,血小板粘附后的形态指数大小为 :石墨 >金刚石膜 >类金刚石膜。从一定角度定性地得出 :类金刚石膜的血液相容性优于金刚石膜 ,金刚石膜的血液相容性优于石墨     

涤纶材料表面固定水蛭素及其血液相容性研究

利用紫外辐照仪在聚对苯二甲酸乙二醇酯(涤纶,PET)膜表面接枝聚丙烯酸(PET-AA)长链分子,再通过化学方法进一步固定水蛭素,获得的改性表面的X光电子能谱分析表明水蛭素分子被有效地固定在PET表面.改性表面的水接触角降低,亲水性得到改善.体外血小板粘附实验的结果显示,固定了水蛭素的PET薄膜的血液相容性比未改性的PET膜有明显的改善.     

两性离子聚合物表面改性的聚偏氟乙烯抗污染膜的制备及性能

提高聚偏氟乙烯(PVDF)抗污染性能是改善PVDF应用效果的重要途径。文中通过自由基聚合的方法将抗污染材料——两性离子类化合物磺酸甜菜碱(DMAPS)接枝到碱处理过的PVDF膜表面。研究了接枝DMAPS后,PVDF膜表面的结构与性能变化,并初步探讨了改性后的PVDF膜对牛血清蛋白的吸附性能。结果表明,在PVDF膜表面接枝DMAPS后,膜表面孔洞减小,亲水性提高。虽然改性后的PVDF膜通量有所下降,但通过牛血清蛋白(BSA)的振荡吸附实验发现,两性离子改性膜表现出良好的抗蛋白质吸附性能。与PVDF原膜相比,改性膜在BSA溶液中通量下降率小,用水清洗后膜通量恢复率高。