生物材料表面血浆蛋白的吸附

本综述了生物材料和血液接触后，血浆蛋白在材料表面的吸附行为和吸附机理，材料表面的特性对血浆蛋白吸附的影响因素，吸附蛋白对血小板的作用，材料表面改性对血浆蛋白吸附的影响和血液相容性的改善。     

生物材料表面血浆蛋白的吸附

本文综述了生物材料和血液接触后，血浆蛋白在材料表面的吸附行为和吸附机理，材料表面的特性对血浆蛋白吸附的影响因素，吸附蛋白对血小板的作用，材料表面改性对血浆蛋白吸附的影响和血液相容性的改善。     

人体硬组织替代材料表面对血浆蛋白的吸附研究

本文研究了四种人体硬组织替代材料对三种血浆蛋白的吸附情况，发现材料吸附蛋白的多少是由材料的性质的蛋白质的种类决定的，并有一定规律性。其中生物玻璃陶瓷的吸附最强。钛合金最弱，球蛋白最易被吸附。     

利用等离子体表面接枝技术提高医用聚氨酯血液相容性的研究

目的：聚氨酯作为与血液接触的植入物和组织器官替代材料在心血管系统有重要而广泛的应用前景,本研究采用等离子体表面接枝技术,通过“空间桥梁”在聚氨酯材料表面引入具有抗凝血功能的肝素分子,对材料表面的微观化学组成、表面接触角等理化性能进行了测定分析,并通过测定血小板在材料表面的粘附数量,对改性表面的抗凝血性能做了评价。结果：聚氨酯表面接枝肝素分子后,表面的氧／氮元素比提高,水接触角减小。对血小板的吸附和活化性下降,抗凝血性能得到提高。     

生物碳素材料表面血小板黏附的实验研究

为了解生物碳素材料的凝血机制 ,将新鲜抗凝人血离心分离为富血小板血浆 ,在 37℃恒温条件下 ,对类金刚石薄膜 (DL C)、金刚石薄膜和石墨三种碳素材料进行了血小板黏附实验 ,通过扫描电镜对黏附于材料表面的血小板进行形态观察和计数分析 ,用形态指数描述血小板的变形程度。结果显示 ,DL C表面无血小板黏附 ,而金刚石薄膜和石墨表面均黏附有为数不少、呈 ～ 型重度变形的血小板。血小板的黏附量石墨最多 ,而形态指数则金刚石薄膜更大。经与前期研究和文献报道的对比分析 ,得出三个主要结论 :(1)蛋白吸附介导的血小板黏附、变形和聚集是生物碳素材料的主要凝血机制 ;(2 )评价生物碳素材料的血液相容性 ,血小板变形度比血小板消耗率更有价值 ;(3) DL C的纯度越高 ,血液相容性越好。这些结论对改进和设计新型碳素人工心瓣材料具有重要指导意义     

两种钛合金成品表面特性表征及血液相容性的对比研究

目的对两种不同加工工艺生产的钛合金成品(白色和黑色)进行表面特性鉴定,并评价其血液相容性,为选择合适的工艺流程提供理论依据。方法使用扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)、能谱分析(energy dispersive spectroscopy,EDS)、原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)、X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectrometer,XPS)对两种钛合金的表面结构、表面物理和化学性能进行表征。通过体外纤维蛋白原吸附、血小板黏附与激活、凝血时间的测定等实验,以及植入狗右心房10 d观察血栓形成情况,系统评价两种钛合金的血液相容性。结果白色钛合金表面为粗且深的犁沟,成分为Ti、Al、V,黑色钛合金表面呈孔样层状叠加分布,且成分除了Ti、Al、V外,还有Si、Na、Ca、Fe等杂质。XRD结果显示两种钛合金物相结构均为钛。XPS结果显示两种钛合金表层都形成极薄的TiO_2薄膜,但黑色钛合金形成的TiO_2薄膜略厚于白色钛合金。体外纤维蛋白原吸附、血小板黏附与激活及凝血时间结果均显示两种钛合金血液相容性无明显差异。体内植入实验结果显示两种钛合金表面均形成了血栓,但黑色钛合金有明显异物反应,形成了增生的肉芽组织,且电镜下显示,白色钛合金表面黏附的有形成分少于黑色钛合金。结论结合体内、体外实验,白色钛合金的生物相容性优于黑色钛合金。     

用SPR生物传感器研究纤维蛋白原在生物医用材料表面的吸附

材料表面对血浆蛋白的吸附特性 ,是研究和评价生物医用材料血液相容性的重要依据。本文用自制的表面等离激元 (SPR)传感器 ,测量了金膜、磷脂DSPC膜、成都科大Ⅱ型聚氨酯、Pellethane2 36 3 55D聚氨酯及有机玻璃膜表面对纤维蛋白原的动态吸附特性 ,在纤维蛋白原溶液浓度为5mg/ml的相同条件下 ,磷脂DSPC膜表面吸附纤维蛋白原的速度最低 ,饱和吸附浓度也最小 (表面浓度为 1ng/mm2 )。其次是裸金膜 (表面浓度为 3.5ng/mm2 ) ,再其次是成都科大Ⅱ型聚氨酯膜 (表面浓度为 3.8ng/mm2 )和Pellethane 2 36 3 55D聚氨酯 (表面浓度为 4 .3ng/mm2 ) ,吸附速度和吸附量最高的是有机玻璃膜 (表面浓度为 4 .5ng/mm2 )。结果表明 ,材料表面对纤维蛋白原的吸附动力学特性 ,与材料的血液相容性密切相关。表面等离激元技术与本文采用的在金膜上铺展高分子材料的离心铺膜法和LB技术等样品制备技术相结合 ,为生物材料表面对蛋白质吸附特性的实时、动态、原位研究提供了一种新的高灵敏度的方法 ,并可能发展成为一种材料生物相容性的测试和评价的新方法。     

用椭圆偏振术研究血清白蛋白和纤维蛋白原在硅片及聚氨酯薄膜表面的吸附行为

用椭圆偏振术研究了牛血清白蛋白（ＢＳＡ）和人纤维蛋白原（ＦＧＮ）在亲水硅片表面上的吸附行为。结果表明：蛋白质浓度大于５μｇ／ｍｌ时，相同蛋白质浓度下，ＢＳＡ的最终吸附量小于ＦＧＮ。在蛋白质浓度变化的情况下，ＢＳＡ在吸附液蛋白质浓度约为１０μｇ／ｍｌ时即达到饱和吸附（即最终吸附量不再随蛋白浓度提高而增加），而ＦＧＮ达到饱和吸附时的吸附液浓度约为２０μｇ／ｍｌ，ＢＳＡ和ＦＧＮ吸附液浓度同时３０μｇ／ｍ     

类金刚石薄膜血液相容性与蛋白吸附的关系研究

以金刚石薄膜 ( DF)和石墨为参比材料 ,采用放射性同位素 1 2 5I标记技术 ,研究了人血白蛋白 ( HSA)、纤维蛋白原 ( HFG)和免疫球蛋白 ( Ig G)在类金刚石薄膜 ( DL C)表面单一蛋白的等温吸附和二元蛋白体系的竞争吸附。结果显示 :( 1)随着蛋白浓度的增加 ,三种蛋白在三种材料表面的吸附量增加 ,并趋于吸附平衡 ;( 2 )石墨对三种蛋白的吸附量远高于 DL C和 DF;( 3 ) DL C对 HSA的吸附活性高于 DF,而 DF、石墨对 HFG、Ig G的吸附活性则明显高于 DL C;( 4) DL C对三种蛋白的吸附能力相差不大 ,而 DF和石墨对 HFG、Ig G的吸附量则显著高于 HSA;( 5 )三种蛋白在 DF和石墨表面的相对竞争吸附能力为 HFG>Ig G>HSA,而对于 DL C,这一顺序则为 HFG≈ HSA>Ig G,HFG对 HSA没有表现出明显的竞争吸附优势。这些结果表明 :DL C对三种血浆蛋白的吸附是非特异性的 ,而DF和石墨则不同程度地优先吸附 HFG和 Ig G,从而在分子水平上阐释了 DL C血液相容性好于 DF和石墨的内在原因     

纤维蛋白原与吸附白蛋白、肝素的新型血管支架材料氧化钛的血液相容性

探索纤维蛋白原(Fibrinogen,FIG)与吸附白蛋白、肝素的新型血管支架材料氧化钛(Titanium Oxide,Ti-O)的血液相容性。(1)研制Ti-O,切割成薄膜;(2)Ti-O薄膜涂层白蛋白和肝素;(3)血小板(platelet,PL)吸附试验;(4)酶联免疫试验测FIG吸附量;(5)动物犬股动脉内植入涂层的Ti-O薄膜与对照试片Ti-O和不锈钢(Stainless steel,SS)薄膜。结果发现:Ti-O完全具有固定白蛋白和肝素的结构与性能,比未涂层的Ti-O能更一步减少PL和FIG的吸附,实验动物体内薄膜6个月后取出扫描电镜观察黏附的PL少,形态无改变,血管内无血栓,优于未涂层的Ti-O,更明显优于SS。Ti-O为N型半导体,不易接受FIG的电荷,并且与血细胞有相似的界面张力,决定生物材料Ti-O有较好的血液相容性。Ti-O对白蛋白、肝素有极好的亲和力是因以化学键相结合,在血中进一步减少FIG和PL被涂层的Ti-O吸附。实验证明涂层的Ti-O有持久和稳定的抗凝血性能。     

UV改性DACRON材料抗细菌粘附研究

介绍了对人工心瓣植入用涤纶布（Ｄａｃｒｏｎ）表面以紫外辐照为主进行接枝改性的方法,在其材料表面引入聚乙二醇（Ｐｏｌｙｅｔｈｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ,ＰＥＧ）,利用ＰＥＧ的“化学放大”作用再引入肝素（Ｈｅｐａｒｉｎ,Ｈｅｐ）,改性后的材料抗细菌粘附效果显著,与未改性材料相比,细菌粘附减少９０％。     

白蛋白固定等离子体聚烯丙胺薄膜及体外血小板粘附行为

采用脉冲射频等离子体聚合技术,在医用不锈钢表面制备了等离子体聚烯丙胺薄膜,并进一步在聚合薄膜表面固定白蛋白(BSA)分子。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X光电子能谱(XPS)、台阶仪、原子力显微镜和淌滴法分别表征结构成分、厚度、表面形貌和水接触角。结果表明:随着放电功率增加,聚烯丙胺薄膜中氮含量及伯胺基浓度减小,薄膜厚度和表面粗糙度增加,接触角增大。XPS分析证明白蛋白分子被固定于聚烯丙胺薄膜表面。体外血小板粘附评价表明,不锈钢表面固定白蛋白的聚烯丙胺薄膜能显著抑制血小板粘附及激活。     

聚醚砜中空纤维膜血浆分离器血浆分离功能与血液相容性的评价

对新型材料聚醚砜制作的中空纤维膜血浆分离器进行动物实验 ,评价了膜对血浆蛋白的分离功能及材料的血液相容性。分离过程中 ,实验动物状况良好 ,无溶血现象发生 ,膜对血浆总蛋白、白蛋白和球蛋白的筛分系数均在 95以上 ,约 6 0的血浆从全血中分离出来。白细胞、血小板和四种凝血因子在分离开始时都有不同程度地减少 ,但均在临床允许的范围内。     

Surface studies of albumin immobilized onto PE and PVC films

The aim of this study is to evaluate the thrombogenic behaviour of the low density polyethylene and poly(vinyl chloride) modified by radiation-grafting technique. After copolymerization with acrylic acid by y-rays from a ⁶⁰Co source, BSA was immobilized onto functionalized graft copolymers. The biological interaction between these materials and blood was studies by in vitro methods. The BSA immobilization effectively suppressed the adhesion and activation of platelets when it contacted whole blood.     

In Vitro Platelet Adhesion of PNaAMPS/PAAm and PNaAMPS/PDMAAm Double‐Network Hydrogels

Nowadays, tough double‐network (DN) hydrogels have attracted great attention owing to their excellent mechanical properties and good biocompatibility, which give them the potential to be used as blood‐contacting soft tissue prostheses and medical devices. However, the study of platelet adhesion behavior on the surface of DN hydrogels has not been reported yet. In this work, the human platelet adhesion on the surface of poly (sodium 2‐acrylamido‐2‐methyl‐propanesulfonate) PNaAMPS/poly acrylamide (PAAm) and PNaAMPS/poly (N,N′‐dimethylacrylamide) (PDMAAm) DN hydrogels is investigated under static conditions in vitro. The numbers of adherent platelets on PNaAMPS/PAAm and PNaAMPS/PDMAAm hydrogels are 16 ± 7 and 9 ± 8 cells per 10⁴ μm², respectively, which are far less than 297 ± 41 cells per 10⁴ μm² on polyethylene terephthalate (PET) and 187 ± 26 cells per 10⁴ μm² on negatively charged PNaAMPS (4 mol%) hydrogel. The results indicate the excellent antiplatelet performance of DN hydrogels. Moreover, the platelet adhesion mechanism is also discussed. The platelet adhesion is affected by the chemical component, zeta potential, and serum proteins adsorption of the hydrogel.

     

Surface characteristics and blood compatibility of polyurethanes grafted by perfluoroalkyl chains

Polyurethane (PU) surface was chemically modified by grafting of perfluorodecanoic acid (PFDA) to produce a highly hydrophobic surface to compare the blood compatability with hydrophilic poly(ethylene oxide) (PEO) grafted PUs. The advancing contact angle of modified PU-PFDA was increased up to 115 deg, while that of untreated PU was 86 deg. The PFDA grafted PU exhibited less adhesion and shape change of platelets than untreated PU, and the activated partial thromboplastin time (APTT) of PU-PFDA was considerably extended. The ex vivo occlusion time of untreated PU was only 50 min, but that of PFDA grafted PU was extended to 130 min, indicating that this hydrophobic surface is significantly blood compatible. It is interesting to find that the enhanced blood compatibility of very hydrophobic PU-PFDA was equivalent to hydrophilic PU-PEO.     

LGDP改性人工心瓣材料抗细菌粘附的研究

本实验是在Ｎ２低温等离子体技术（ＬＧＤＰ）对Ｄａｃｒｏｎ材料表面改性的基础上进行的。用非反应性气体Ａｒ作载气,在其表面引入一些亲水基团,接枝抗细菌粘附的聚乙二醇和肝素。对改性后的材料作体外表皮葡萄球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ Ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ,ＳＥ）的动态粘附实验,其抗细菌粘附的能力有较为明显的提高,与未改性材料相比,细菌粘附减少８０％以上。     

三嵌段高分子骨组织工程支架材料的表面多肽修饰与细胞粘附性研究

目的用甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸-脯氨酸-半胱氨酸对三嵌段高分子骨组织工程支架材料进行表面修饰，并检测其细胞粘附性。方法利用异双官能交联剂将甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸-脯氨酸-半胱氨酸多肽固定在聚丙交酯／乙交酯／天冬氨酸-聚乙二醇材料表面，并进行X线光电子分光镜检测和表面接触角测定；体外培养骨髓基质细胞，接种至表面修饰的材料上，测定细胞粘附力，并和未修饰材料对比。结果固定交联剂和多肽后X线光电子分光镜检测示硫元素的含量分别为0．3％和0．2％；硫元素的结合能是164eV和163．9eV；表面接触角为60．2±2．364度；细胞粘附力为（521．45±134．98）×10^-10牛顿。结论甘氨酸-精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸-丝氨酸-脯氨酸-半胱氨酸能共价固定在聚丙交酯／乙交酯／天冬氨酸-聚乙二醇材料表面；多肽修饰后的材料能特异性的介导骨髓基质细胞粘附，增强其粘附力。     

mPEG表面修饰的PLGA嵌段共聚物的血液相容性评价

本实验室设计合成了三种不同LA／GA比例的mPEG修饰PLGA（PELGA，含15％mPEG），为了评价它们的血液相容性，我们以硅化玻璃试管为阴性对照，未硅化的试管为阳性对照，参照国际标准（ISO10993）和《中华人民共和国国家标准GB／T16886医疗器械生物学评价》方法进行了体外评价实验。试验包括溶血率实验，血小板黏附实验，动态凝血时间实验，凝血时间实验，血浆复钙时间实验和凝血酶原时间实验等综合评价指标。结果表明，合成材料具有优良的血液相容性，材料制成的纳米粒有望应用于静脉注射。     

Surface modification of a segmented polyetherurethane using a low-powered gas plasma and its influence on the activation of the coagulation system

A medical grade segmented polyetherurethane (PEU) was treated with a low-powered gas plasma using O₂, Ar, N₂ and NH₃ as the treatment gases. Changes in the surface functional group chemistry were studied using X-ray photoelectron spectroscopy. The wettability of the surfaces was examined using dynamic contact angle measurements and the surface morphology was evaluated using atomic force microscopy. The influence of the surface modification to the polyurethane on the blood response to the polyetherurethane was investigated by measuring changes in the activation of the contact phase activation of the intrinsic coagulation cascade. The data demonstrate that the plasma treatment process caused surface modifications to the PEU that in all cases increased the polar nature of the surfaces. O₂ and Ar plasmas resulted in the incorporation of oxygen-containing groups that remained present following storage in an aqueous environment. N₂ and NH₃ plasmas resulted in the incorporation of nitrogen-containing groups but these were replaced with oxygen-containing groups following storage in the aqueous environment. In all plasma treatments there was a lowering of contact phase activation compared to the untreated surface, the N₂ and NH₃ treatments dramatically so.