肝素/聚乙烯醇凝胶灌注修饰的小口径膨体聚四氟乙烯人工血管

背景:小口径(直径小于6 mm)膨体聚四氟乙烯人工血管由于血栓形成和内膜增生等原因,在冠状和外周血液循环中的应用受到了限制,而生物活性表面肝素涂层是解决上述问题的一条有效途径.目的:为了提高膨体聚四氟乙烯人工血管的抗凝血性能,采用新型肝素涂层--共价交联的聚乙烯醇/重氮树脂/肝素凝胶修饰小口径膨体聚四氟乙烯人工血管以提高其通畅性,并观察其血液相容性.设计、时间及地点:观察性实验,于2006-05/2007-06在哈尔滨工业大学生物医学工程中心的纳米医药与生物传感器实验室完成.材料:膨体聚四氟乙烯人工血管(直径4 mm),全氟磺酸和聚乙烯醇购于美国Aldrich公司,肝素购于Calbiochem公司(Mw12 000～14 000),重氮树脂由实验室自己合成.方法:①用全氟磺酸修饰膨体聚四氟乙烯表面.②用聚乙烯醇/重氦树脂/肝素凝胶进行灌注修饰,在紫外光照射的条件下,重氮树脂作为交联剂,将肝素和聚乙烯醇分子进行共价交联.主要观察指标:①接触角.②衰减全反射-傅里叶变换红外光谱表征材料表面的化学结构.⑨活化部分凝血激酶时间、凝血酶原时间.④溶血试验.⑤血小板黏附试验.⑥凝血酶失活试验.结果:①修饰后的人工血管的接触角降低,衰减全反射-傅立叶变换红外光谱显示在2 172 cm-1和2 224 cm-1处出现了重氮基团的特征峰位.②与未修饰的人工血管相比,修饰后的人工血管具有较长的活化部分凝血激酶时间和凝血酶原时间、较低的溶血度、很少数量的血小板黏附.③与未修饰的人工血管相比,修饰后的人工血管对凝血酶的活性有较强的抑制作用,且涂层稳定.结论:聚乙烯醇/重氮树脂/肝素凝胶形成的肝素涂层不仅具有很好的抗血栓形成的性能,而且具有较低的溶血度,因此显著提高了人工血管的血液相容性.     

共价交联水蛭素/海藻酸钠涂层抗凝血修饰膨体聚四氟乙烯人工血管

背景：对于直径小于6mm的血管，血栓形成或内膜增生等原因限制了小口径膨体聚四氟乙烯人工血管的使用。目的：实验拟用共价交联的海藻酸钠和水蛭素层层自组装后对小口径膨体聚四氟乙烯人工血管进行表面修饰和改性，观察其血液相容性。设计：观察性实验。单位：实验于2006-03／2007-06在哈尔滨工业大学生物医学工程中心纳米医药与生物传感器实验室完成。材料：膨体聚四氟乙烯人工血管（W．L Gore＆Associates，Inc．，Flagstaff.AZ，直径4mm）；海藻酸钠购于美国Sigma公司；水蛭素购于Calbiochem公司。方法：首先用全氟磺酸修饰膨体聚四氟乙烯表面，通过静电吸引层层自组装吸附多层海藻酸钠／重氮树脂／水蛭素提供锚定位点，应用BCA法推算吸附在人工血管表面的水蛭素质量。主要观察指标：①材料表面吸附蛋白浓度。②接触角。③衰减全反射．傅立叶变换红外光谱。④扫描电镜表征材料表面形貌及血小板黏附情况。⑤活化部分凝血激酶时间、凝血酶原时间。⑥溶血度。结果：①修饰后的人工血管表面吸附的水蛭素浓度为16-35μg／cm^2。②衰减全反射．傅立叶变换红外光谱结果显示出特征峰位，证明水蛭素成功固定到人工血管表面。③修饰后人工血管的接触角降低，亲水性能增强。④修饰后的人工血管与未修饰的人工血管相比，活化部分凝血激酶时间和凝血酶原时间延长、血小板黏附情况减少，具有更好的血液相容性。结论：共价交联水蛭素，海藻酸钠涂层抗凝血修饰可提高膨体聚四氟乙烯人工血管的表面性能及血液相容性。     

膨体聚四氟乙烯人工血管表面肝素固化替代犬下腔静脉的表面抗凝血性能

背景:各种类型人工血管植入机体静脉后,由于血液与人工血管材料表面的不相容性和静脉内血流慢、压力低等原因,极易导致血管腔内血栓形成。目的:观察膨体聚四氟乙烯人工血管表面固化肝素后代替犬下腔静脉的表面抗凝血性能和长期通畅效果。方法:将壳聚糖分子中引入光敏基团后,通过光化学固定至膨体聚四氟乙烯材料表面,在酸性条件下将肝素以离子键形式接枝到壳聚糖上,在膨体聚四氟乙烯人工血管表面形成光滑的肝素层。以固化肝素的膨体聚四氟乙烯人工血管与未处理膨体聚四氟乙烯人工血管间置代替犬下腔静脉,检测其抗凝血性能。结果与结论:固化肝素的膨体聚四氟乙烯人工血管植入后2周、1个月人工血管内壁光滑,仅有少量附壁血栓形成,无充盈缺损,吻合口无狭窄,通畅率达100%;未处理膨体聚四氟乙烯人工血管植入后1周即显示人工血管内附有大量血栓成分,完全堵塞,形成丰富的侧枝。说明固化肝素膨体聚四氟乙烯人工血管是一种理想的下腔静脉替代物。     

膨体聚四氟乙烯人工血管表面肝素固化替代犬下腔静脉的表面抗凝血性能

背景：各种类型人工血管植入机体静脉后,由于血液与人工血管材料表面的不相容性和静脉内血流慢、压力低等原因,极易导致血管腔内血栓形成。目的：观察膨体聚四氟乙烯人工血管表面固化肝素后代替犬下腔静脉的表面抗凝血性能和长期通畅效果。方法：将壳聚糖分子中引入光敏基团后,通过光化学固定至膨体聚四氟乙烯材料表面,在酸性条件下将肝素以离子键形式接枝到壳聚糖上,在膨体聚四氟乙烯人工血管表面形成光滑的肝素层。以固化肝素的膨体聚四氟乙烯人工血管与未处理膨体聚四氟乙烯人工血管间置代替犬下腔静脉,检测其抗凝血性能。结果与结论：固化肝素的膨体聚四氟乙烯人工血管植入后2周、1个月人工血管内壁光滑,仅有少量附壁血栓形成,无充盈缺损,吻合口无狭窄,通畅率达100%;未处理膨体聚四氟乙烯人工血管植入后1周即显示人工血管内附有大量血栓成分,完全堵塞,形成丰富的侧枝。说明固化肝素膨体聚四氟乙烯人工血管是一种理想的下腔静脉替代物。     

胶原-肝素自组装多层膜修饰钛表面

背景:对钛表面进行生物化修饰,改善钛表面的生物相容性是目前钛表面改性研究的热点之一.目的:采用层层自组装技术,在钛表面构建胶原肝素多层膜,实现钛表面的细胞外基质化修饰,以改善钛的细胞相容性.方法:首先采用NaOH处理钛基材,获得多孔、负电荷的钛表面;然后吸附1层正电荷的聚赖氨酸;最后,多次交替吸附负电荷的肝素和正电荷的胶原,形成以胶原为最外层的多层膜结构.通过漫反射红外光谱、扫描电镜、原子力显微镜、接触角测量对多层膜进行表征.并与骨髓基质细胞共培养,考察细胞的黏附、增殖情况.结果与结论:漫反射红外光谱、原子力显微镜、扫描电镜、接触角测量结果表明肝素-胶原多层膜逐渐形成,此涂层可促进成骨髓基质细胞的黏附、增殖和分化.肝素-胶原多层膜有望成为一种新型的生物化钛表面,从而改善钛表面的生物相容性.     

小口径人工血管表面的改性

当人工血管移植体内后,材料表面会吸附γ-球蛋白或纤维蛋白原,易于使血液中细胞成分如血小板黏附于表面,血小板-旦被吸附,可以变成扁平状而被激活,从而导致血小板不可逆聚集而产生血栓.在大于6 mm口径人工血管移植中,有较高的血管通畅率,而在小口径人工血管(<6 mm)移植中,由于低血流量状态,易形成血栓.因此有必要对小门径人工血管进行表面改性,增加血液相容性,主要改性方法有改变人工血管材料表面结构,增加人工血管表面内皮细胞黏附及人工血管材料表面的接技改性等.     

肝素化纳米材料P(LLA-CL)的制备及其表征和抗凝血性特征

目的:采用等离子体技术引发表面接枝肝素方法,使纳米材料P(LLA-CL)表面肝素化,以提高材料的抗凝血性.方法:制备静电纺高聚物P(LLA-CL)纳米纤维,采用等离子体技术引发纳米材料P(LLA-CL)表面肝素化,对其表面进行改性,并测试其力学性能,同时对肝素化材料进行了接触角测试观察其表面亲水性,傅里叶全反射红外光谱分析进行表面分析,扫描电镜观察纤维形态,EDS能谱对表面元素组成进行表征,血液相容性实验评价肝素化P(LLA-CL)材料表面的血液相容性. 结果:采用等离子体技术能够成功将肝素接枝到P(LLA-CL)表面.等离子体处理后P(LLA-CL)材料表面接触角显著减小,亲水性增强;等离子引发肝素化后,材料仍能保持良好的机械力学性能;红外光谱、扫描电镜和EDS结果表明等离子体引发肝素成功接枝到P(LLA-CL)表面;血液相容性实验显示肝素化材料复钙时间全血凝血时间明显延长.结论:材料在等离子体肝素化改性处理后抗凝血性能改善,血液相容性提高.     

新型肝素铁抗凝血涂层修饰血管内支架

实验于2006-12／2008-01在哈尔滨工业大学纳米医药与生物传感器实验室完成。采用静电吸引层层自组装的方法，在Ni-Ti合金表面组装Fe3＋／肝素多层薄膜，使得材料表面形成稳定的糖铁络合物涂层。紫外可见光光度计、原子力显微镜和傅里叶变换红外光谱证实了Fe3＋／肝素能够在Ni-Ti合金表面上交替沉积形成均匀的多层膜，并且具有很好的稳定性。研究表明，溶液的pH值和离子强度的增加能够显著增加涂层的增长速度。凝血酶失活、部分活化凝血酶原时间、溶血和血小板黏附试验等则证实了涂层具有良好的抗凝血性能和血液相容性，肝素并没有因与Fe3＋结合而降低其抗凝血活性。说明该涂层可以用作血管内支架材料的表面修饰改性，在支架置入早期阻止血栓形成。     

等离子体磺酸化丝素蛋白膜聚四氟乙烯复合小口径人工血管的制备

背景:丝素蛋白膜用二氧化硫处理后,可表现出抗凝血活性,但丝素成膜后柔韧性及抗牵拉伸展等性能较差,如果将丝素蛋白涂覆于膨体聚四氟乙烯人造血管表面,并对涂覆后的丝素膜进行磺酸化处理,不但解决了上述不良因素,还能显著改善膨体聚四氟乙烯人造血管的血液相容性.目的:研究等离子体磺酸化丝索蛋白膜聚四氟乙烯复合小口径人工血管(复合血管)的制备过程,并探讨其制备过程的可行性.方法:采用低温等离子体技术处理普通聚四氟乙烯人工血管内表面,将制备并浓缩到一定浓度的丝素蛋白溶液均匀涂覆到人工血管内表面,再次使用低温等离子体技术对人工血管内表面的丝素膜进行磺酸化处理.以普通聚四氟乙烯人工血管为对照,进行接触角及磺酸化效果检测.结果与结论:氩气低温等离子体处理前后接触角分别为87.7°和65.1°涂覆丝素蛋白后接触角为106.2°,二氧化硫低温等离子体处理后接触角为92.9°;X射线光电子能谱仪检测对照丝素膜表面仅有微量的硫元素(0.12%)存在,经过二氧化硫等离子体处理后丝素表面的硫元素含量上升到2.89%;X射线光电子能谱图中的S2p峰拟合曲线显示了复合血管表面的S原子主要是磺酸基团(-SO_3H).说明实验已制备出理论上具有抗凝血性能的血管.     

以肝素固化脱细胞支架构建的小口径抗凝人工血管

背景：目前临床上直径〈6mm的小口径人工血管因生物相容性差、远期通畅率低，使用效果并不理想。目的：通过对脱细胞血管支架表面固化肝素，制备一种具有抗凝血功能的小口径生物人工血管。设计、时间及地点：细胞学、组织病理学体外观察，于2005—12／2007—12在鼓楼医院实验室完成。材料：普通成年杂种犬8只，雌雄不限，体质量约20kg。方法：采用去污剂-酶消化法制备犬颈动脉脱细胞支架，并将肝素分子交联至支架表面。将制备的肝素固化血管和脱细胞血管基质植入犬颈动脉进行异体血管移植实验。主要观察指标：通过血小板黏附实验和细胞接触实验评价其血液、生物相容性能：经异体血管移植实验观察其早期血栓形成情况。结果：脱细胞支架细胞成分去除完全，而胞外基质保留完整：经肝素固化后具有良好的抗凝血性能，细胞接触实验未显示细胞毒性；植入异体犬颈动脉1个月后，发现肝素固化组移植血管均维持通畅，而植入单纯脱细胞血管基质者因血栓形成而闭塞。结论：对同种异体脱细胞血管支架进行表面肝素固化，可获得一种具有良好生物相容性和血液相容性的小口径人工血管。     

Endothelialization of an ePTFE vessel prosthesis modified with an antithrombogenic fibrin/heparin coating enriched with bound growth factors

Early and late thrombosis remain the most frequent reasons for the failure of synthetic cardiovascular grafts. Long-term hemocompatibility of implanted synthetic grafts can be achieved if a natural living endothelium is formed over its blood-contacting surface. Here we present a modification of a standard expanded polytetrafluorethylene (ePTFE) vessel prosthesis by a controlled preparation of a fibrin mesh enriched with covalently bound heparin and noncovalently bound vascular endothelial growth factor (VEGF) and fibroblast growth factor (FGF). Compared to a bare prosthesis, the coated prosthesis showed excellent antithrombogenic properties after contact with heparinized fresh human blood. Human umbilical vein endothelial cells seeded on the inner surface of the coated prosthesis formed a confluent layer in 5 days, whereas only small colonies of cells were scattered on the bare prosthesis. Viability of the cells was promoted mainly by FGF immobilized on the coating. These findings suggest that the coating may prevent acute thrombus formation and support the self-endothelialization of an implanted ePTFE vascular graft in vivo.

A fibrin/heparin coating enriched with bound growth factors was developed and applied on an ePTFE vessel prosthesis. The coating exhibited excellent antithrombogenic properties and supported endothelialization of the ePTFE vessel.     

低温等离子体肝素化改性后小肠黏膜下层的血液相容性及其构建小口径血管的可行性

背景:栓塞是小口径血管植入后失败的主要原因,目前常常对血管支架材料进行抗凝改性,以期提高其血液相容性,从而提高血管的有效通畅性.目的:观察低温等离子体肝素化改性后的内植物修复材料小肠黏膜下层的血液相容性,并探讨其体内构建小口径血管的可行性.设计:单一样本实验.单位:上海交通大学附属第六人民医院骨科、上海市四肢显微外科研究所.材料:实验于2006-01/10在上海市四肢显微外科研究所实验室进行.小肠黏膜下层来自农场猪.方法:①改性:将猪小肠黏膜下层用氩等离子体处理器照射处理,氩气流量20mL/min,照射时间分别为0,2,4,6,8,10,12,14 s,接着浸入肝素钠溶液24 h.②体内抗凝血实验:将20条狗分为2组,分别植入经过改性或未改性的小肠黏膜下层缝合成的3 mm口径血管支架,与股动脉直接吻合,观察6周.主要观察指标:①血液相容性检测:通过扫描电镜观测表面形态,并通过液滴接触角、凝血时间及血小板黏附实验检测小肠黏膜下层改性前后的抗凝性.②体内抗凝血:通过彩色多普勒和组织学检测,评价血管支架直接在体内循环血流下的长期通畅性和形成血管的可行性.结果:①改性小肠黏膜下层膜表面呈现出均匀的微结构改变,随着等离子体照射时间增加,表面液滴接触角降低;改性后凝血酶原时间、活化部分凝血活酶时间和凝血酶时间延长:血小板黏附减少.②植入体内后未改性小肠黏膜下层血管支架3 d内栓塞,改性组在6周内仍保持通畅,管腔内表面有完整内皮细胞覆盖.结论:经低温等离子体肝素化改性后小肠黏膜下层的亲水性、抗凝性有明显提高.     

Surface hemocompatible modification of polysulfone membrane via covalently grafting acrylic acid and sulfonated hydroxypropyl chitosan

In this study, acrylic acid (AA) and sulfonated hydroxypropyl chitosan (SHPCS) were covalently grafted on the PSf membrane surface to improve its hemocompatibility. First, the modified AA-PSf membrane was obtained through the Friedel–Craft reaction between acrylic acid and the PSf membrane surface. Then, the modified SHPCS-AA-PSf membrane was prepared by grafting SHPCS onto the AA-PSf membrane surface via the dehydration acylation of the carboxyl group of the AA-PSf membrane with the amino group of SHPCS. ATR-FTIR and XPS measurements confirmed that the –COOH group and SHPCS were successfully grafted onto the surface of the PSf membrane. The modified PSf membranes showed suppressed platelet adhesion and lower protein adsorption (161 μg cm⁻²) compared with the pristine PSf membrane (341 μg cm⁻²). Hemocompatibility testing showed that modified membrane materials had a prolonged clotting time, plasma recalcification time (PRT), activated partial thromboplastin time (APTT), thrombin time (TT), and prothrombin time (PT). All of these results indicated that the surface modification of the PSf membrane with acrylic acid and SHPCS had good hemocompatibility and anticoagulant property.

In this study, acrylic acid (AA) and sulfonated hydroxypropyl chitosan (SHPCS) were covalently grafted on the PSf membrane surface to improve its hemocompatibility.     

动脉旁路小口径血管移植物

背景:血流再通和血管重建手术主要使用小口径血管移植物(直径<6mm)。目前临床上已用的小口径血管移植物包括自体静脉或动脉、涤纶或膨体聚四氟乙烯人工合成材料血管,然而,这些血管移植物各有缺陷,限制其应用。因此,寻找理想的小口径血管移植物成为近年来研究的热点。资料来源:应用计算机检索Pubmed数据库1990-01/2007-01有关小口径血管移植物的文章,检索词"prosthetic graft,vascular bypass graft,small diameter vascular graft,tissue engineering",限定文章语言种类为English。资料选择:对资料进行初审,选取符合研究要求的相关文章全文。纳入标准。①有关小口径生物性血管的研究。②有关小口径人工合成血管的研究。③有关小口径组织工程血管的研究。排除标准:重复或类似的同一研究或个案报道等。资料提炼:共搜索到113篇有关小口径血管移植物的文章,排除重复或类似的同一研究或个案报道,最后有41篇符合研究要求。资料综合:尽管生物性血管具有突出的优点,如良好的远期通畅率和抗感染性能,以及血栓栓塞发生率低等,但是它们的缺点也很明显,如来源短缺、耐久性能差和动脉瘤形成等。Dacron和ePTFE人工血管是目前血管旁路手术中所使用的标准血管移植物,但是因为它们与宿主动脉顺应性不匹配、致血栓性和血流动力学较差而导致其即刻或远期通畅率均较低,因此已有多种改性以改善其功能。近20年来,组织工程技术的出现使得构建新型生物活性血管替代物成为可能,该技术为最终解决小口径血管移植难题提供可能。结论:目前为止,还没有适用于人类动脉系统的完全可降解小口径血管移植物。构建理想的小口径血管移植物需要包括生物学、工程学和临床医学的多学科共同努力与合作。     

溶血和乳糜血对PT和APTT测定干扰的评价

目的依据美国临床实验室标准化协会(CLSI)EP7-A2文件评价溶血和乳糜血对凝血酶原时间(PT)和活化部分凝血活酶时间(APTT)测定的干扰。方法按照"配对差异"方案,配置含不同浓度血红蛋白(Hb)和不同浊度的乳糜的正常及高值PT和APTT标本,进行干扰评价试验。结果正常水平的PT和APTT不受Hb和乳糜浊度的干扰。当Hb≥2.55g/L时,Hb对高值APTT测定产生负干扰,并呈线性函数关系,Hb≥10.20g/L时对高值PT有干扰;当乳糜浊度≥745FTU时,乳糜血对高值PT测定产生正干扰,呈线性函数关系;高值APTT测定不受乳糜血干扰。结论中度溶血对高值APTT干扰明显,重度溶血对高值PT测定有干扰;中度乳糜血对高值PT干扰明显;正常水平的PT和APTT不受溶血和乳糜血的干扰,高值APTT不受乳糜血干扰。