类金刚石薄膜蛋白吸附与碳相成分关系的定量分析研究

运用灰色系统理论中的 T型关联度分析方法 ,对类金刚石 (DL C)薄膜、富石墨相 DL C薄膜和富金刚石相 DL C薄膜三种 DL C薄膜进行了碳相成分对其白蛋白 (HSA)、纤维蛋白原 (HFG)、免疫球蛋白 (Ig G)三种血浆蛋白吸附量影响的定量分析研究。合理地解释了三种材料蛋白吸附量随碳相成分变化的实验结果 ,并得出如下重要的分析结论 :(1)石墨和 C- H相对 HSA的吸附影响较大 ,随着二者的增加 ,HSA的吸附量下降 ;(2 )与 HFG吸附有较强关联的碳相成分是 DL C相和 C- O相 ,前者呈负相关 ,后者为正相关 ;(3)各碳相成分对 Ig G的吸附均有性质不尽相同的影响 ,但程度有限 ,且彼此间相差不大 ;(4 ) DL C碳相具有增强 HSA吸附、抑制 HFG、Ig G吸附的双重功效 ,其对 DL C薄膜血液相容性的影响远较其它碳相成分更为重要。     

DLC血小板黏附特性与其表面能量的灰色关联分析

以不同工艺条件制备的 DL C材料为样本 ,进行了血小板黏附实验 ,测定了乙醇、水和不同组分比乙醇 /水溶液在各样本表面的平衡接触角 ,由此计算出表面张力、临界表面张力、界面张力、粘黏功 4个表面能量参数及表面张力的色散和极性分量 ,通过 T型关联度计算 ,分析了各参数对血小板黏附量和形态指数的影响。结果显示 :(1) 4个表面能量参数均与血小板的黏附量呈正相关 ,而形态指数则与表面张力、、界面张力和黏附功呈负相关 ;(2 )血小板的黏附量和形态指数与表面张力色散、极性分量的关联度异号 ,极性分量对血小板的黏附有利 ,而色散分量则于血小板的变形多功 ;(3)临界表面张力与血小板的黏附量和形态指数均有较大的正关联度 ;(4)表面张力极性分量对血小板黏附量和形态指数的影响与表面张力、界面张力和黏附功步调一致。由此得出 2个重要结论 :(1)血小板在 DL C表面的黏附特性与其表面界面性能密切相关 ,DL C的血液相容性取决于其亲水性和有限润湿的平衡 ,存在一个以临界表面张力为指标的血液相容性区域 ;(2 )血小板在 DL C表面的黏附和变形具有不同的能量机制 :亲水性的表面有利于血小板黏附 ,而黏附血小板的变形则要借助于表面的疏水作用。     

碳相成分对DLC薄膜血液相容性影响的能量机制

以6个不同工艺条件制备的DL C薄膜为样本,在前期碳相成分与表面能量参数测定、碳相成分和表面能量参数与血小板黏附特性关联分析的基础上,用T型关联度法,进一步对碳相成分和表面能量参数进行了灰色关联分析。结果显示:(1)在6个表面能量参数中,临界表面张力与碳相成分的整体关联最大,其次为表面张力的色散分量,其它则关联较小;(2 ) DL C碳相与临界表面张力和表面张力的色散分量有较大的负关联度(- 0 .5 7,- 0 .33) ,而与亲水性的其它表面能量参数的关联度均为小于0 .2 0的正值;(3) C- H碳相和C- O碳相与临界表面张力呈较大的正相关(0 .4 8,0 .2 5 )。据此得出分析结论:(1) DL C碳相主导DL C薄膜的血液相容性,其作用机制是对表面润湿性的强抑制和亲水性的有限增强;(2 ) C- H碳相和C- O碳相促使血小板变形的能量机制是增大DL C薄膜的临界表面张力;(3)评价DL C薄膜的血液相容性,既可用临界表面张力作指标设立标准,也可以对DL C碳相的含量要求、辅以对C- H碳相和C- O碳相的含量限定设立标准。本研究为用表面性质表征DL C薄膜的血液相容性提供了理论依据。     

类金刚石薄膜成分变化对蛋白吸附的影响

采用全方位离子注入离子束增强沉积工艺制备类金刚石薄膜 (DL C) ,再将 DL C进行有氧和低压氩气保护条件下的热处理 ,分别得到富石墨相 DL C和富金刚石相 DL C。通过 X光电子能谱分析了三种 DL C的碳相组成 ,用放射性同位素 1 2 5I标记法 ,测定了恒温条件下人血白蛋白 (HSA)、纤维蛋白原 (HFG)和免疫球蛋白 (Ig G)在 3种 DL C材料表面的吸附量。结果 ,经两种不同的热处理工艺 ,DL C中石墨相和金刚石相分别增加了一倍左右 ;随着石墨、金刚石等杂质相的增加 ,DL C对 HSA的吸附能力下降 ,对 HFG和 Ig G的吸附能力显著提高 ,同时蛋白吸附特性也由原来对 3种蛋白的非特异性吸附 ,转变为对 HFG和 Ig G的优先吸附。这一结果表明 ,石墨和金刚石等杂质相将严重影响 DL C的蛋白吸附性能 ,并进而对 DL C的血液相容性产生负面影响。文中还对石墨和金刚石相的转化生成机理进行了探讨     

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     

氮掺杂类金刚石薄膜的制备及生物相容性研究

目的利用等离子体增强化学气相沉积(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,PECVD)技术,在钛合金表面制备含氮类金刚石薄膜(DLC∶N),并对其生物相容性进行研究。方法采用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱仪、接触角测量仪、拉曼光谱仪对样品的表面形貌特征、组成元素和表面润湿性进行表征;利用MTT比色法、荧光染色法进行生物学行为的评价。结果成骨细胞在掺氮类金刚石薄膜(DLC∶N)表面不论是增殖黏附状态还是细胞数量都优于其他实验组(0.05)。结论在DLC中加入氮元素,能够提升其生物相容性,促进成骨细胞黏附和增殖。     

医用涤纶材料表面类金刚石涂层的表面自由能参数对细菌黏附的影响

采用乙炔等离子体浸没离子注入与沉积技术（PIII-D）在医用涤纶缝合环材料表面沉积了一层类金刚石（DLC）薄膜。细菌黏附实验的结果证明沉积了类金刚石薄膜后的表面对五种细菌——金黄色葡萄球菌心（Staphylococcus aureus，SA）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis，SE）、大肠杆菌（Escherichia coli，EC）、绿浓杆菌（Pseudomonas aeruginosa，PA）和白色念珠菌（Candida albicans，CA）的黏附均有明显的减少（P〈0.05）。计算细菌与材料之间的黏附自由能△Fadh表明：细菌对PET表面的黏附自由能为负值，而细菌对DLC表面的△Fadh〉0，因此细菌对DLC表面黏附过程难于发生，即使黏附也是可逆的。     

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     

类金刚石薄膜表面界面特性表征方法以及检测技术

类金刚石薄膜作为一种新型生物材料得到越来越广泛的应用,其表面界面特性决定了生物相容性的好坏.本文阐述了生物材料表面界面特性与生物相容性的关系以及类金刚石薄膜表面界面参数的表征方法和检测技术.     

含有(聚)乙二醇侧链的丙烯酸酯类聚合物的体外血小板黏附研究

目的对含有(聚)乙二醇侧链的丙烯酸酯类聚合物的血液相容性进行研究。方法采用自由基共聚合成了若干种具有不同结构聚乙二醇侧链的丙烯酸酯类(EOMA)与甲基丙烯酸丁酯(BMA)无规共聚物。测量水接触角来考察所得不同组成结构的共聚物表面的亲水性；通过扫描电镜(SEM)观察血小板在各系列共聚物表面的吸附及变性情况；并且分析了共聚物结构对其亲水性、血小板吸附状况的影响。结果与结论该类材料具有优良的血液相容性，是一种有着很好应用前景的生物医用材料。     

碳素材料表面吸附蛋白的红外光谱分析

为探讨类金刚石薄膜（DLC）、金刚石薄膜（DF）和石墨不同血浆蛋白吸附特性的内在原因，对人血白蛋白（HSA）和纤维蛋白原（HFG）在三种碳素材料表面吸附前后进行了红外光谱分析。结果显示：通过氨基，在HSA与DLC、HFG与DF、HFG与石墨之间形成了氢键，从而有力地支持并合理地解释了DLC具有较高的HSA吸附活性、DF和石墨则优先吸附HFG的前期研究结论。     

聚谷氨酸苄酯的氨解及其共聚物表面血小板黏附研究

通过聚谷氨酸苄酯部分氨解的方法制备谷氨酸苄酯-羟乙谷氨酰胺共聚物，氨解时间越长，共聚物中羟乙谷氨酰胺含量越大，氨解后样品具有更高的亲水性，材料表面黏附的血小板有明显的减少，当共聚物中羟乙谷氨酰胺含量为0.133(摩尔分数）时，材料表面黏附的血小板为最小，所有共聚物的抗凝血性能都得到改善。     

图像分析方法研究DLC膜/Ti6Al4V梯度材料的血液相容性稳定性

对 DL C膜 / Ti6Al4V梯度材料和 Ti6Al4V钛合金进行了血液相容性稳定性研究。用数字图像分析方法分别测定了材料生物摩擦磨损实验前后的血小板消耗率。研究表明 ,在 Hank' s溶液润滑条件下 ,经过 2 0 0 0 m摩擦磨损实验后 ,Ti6Al4V钛合金血小板消耗率显著增加约 5 0 % ,而 DL C膜 / Ti6Al4V梯度材料血小板消耗率没有明显增加。说明 DL C膜 / Ti6Al4V梯度材料在使用条件下具有很好的血液相容性稳定性     

Design of a Novel Apparatus to Study Nitric Oxide (NO) Inhibition of Platelet Adhesion

Nitric oxide (NO) is a simple biological molecule which inhibits adhesion and aggregation of platelets. A novel NO delivery device has been developed to quantitatively study the effects of NO concentration and flux on the adhesion of platelets to a surface. The slit-flow device is lined with a protein-coated membrane through which NO gas permeates into a perfusing platelet suspension. A model predicting spatial NO concentrations and fluxes within the flow slit was validated. At a wall shear rate of 250s^-1, platelet adhesion was inhibited 87% relative to controls for exposures as low as 0.1 ppm NO. Corresponding model predictions of the aqueous NO concentration and fluxes at the surface were 0.15 nM, and between 0.5 and 1.1 nanomoles cm^-2 s_-1, respectively. Endo-thelial cells, which release NO to inhibit platelet adhesion in vivo, generate NO at an estimated flux similar to the above values. At a NO exposure of 0.02 ppm, platelet inhibition was only 10%. The delivery device is useful for other studies in which a knowledge of the spatial NO fluxes or concentrations is desired. Knowledge of these fluxes or concentrations is beneficial towards the design of biomaterials incorporating NO to inhibit platelet adhesion. © 1998 Biomedical Engineering Society. PAC98: 8745Hw, 8722Fy, 8780+s, 8710+e, 8380Lz