不同润湿性SiCOH膜层的血液相容性和内皮细胞粘附性的研究

摘要

本文采用低温等离子体沉积技术，制备了一系列具有不同表面润湿性的SiCOH膜层。采用傅里叶衰减全反射红外光谱、静态水接触角测量等方法对薄膜的表面特征进行了测试与分析，然后在薄膜表面进行了体外血液相容性和人脐静脉血管内皮细胞培养实验。重点研究了膜层表面的润湿性对血小板粘附、变形和聚集，血浆蛋白吸附，凝血因子激活作用和人脐静脉血管内皮细胞粘附及生长的影响，目的在于寻求最适合内皮细胞生长，同时具有良好血液相容性的特征表面以及相应的制备工艺。
　　 静态水接触角测量结果表明，随着O2单体流速的增加(从0增加到5sccm)，去离子水接触角从98.8±3.0°降低到27.8±2.1°。傅里叶衰减全反射红外光谱结果表明，随着O2单体流速的增加，SiCOH膜层中的疏水基团(Si-H、-CH3、Si-O-Si和C-C等)逐渐被亲水性的基团(-OH、C-O)所取代。血浆蛋白吸附实验结果表明，随着SiCOH膜层亲水性的增加，纤维蛋白原的吸附量有减少的趋势，而白蛋白吸附量变化并不明显，说明相对于白蛋白来说，纤维蛋白原的吸附更依赖于材料表面的亲水性。活化部分凝血酶时间实验结果表明，试样a的APTT最短，只有24.8±1.6s，样品e、d和f则接近正常值，说明疏水性的SiCOH膜层对内源性凝血系统刺激比较大。血小板粘附实验结果表明，随着SiCOH膜层亲水性的增加，能明显减少血小板的吸附、聚集和变形。内皮细胞粘附实验结果表明，在样品d和e，即材料表面水接触角为44.1±3.4°和33.5±6.5°时，细胞粘附的数量最多，证明内皮细胞的粘附铺展是需要一定的亲疏水性平衡。
　　 综合分析结果表明，随着表面亲水性的增加，材料的血液相容性也越来越好。但是对于内皮细胞粘附来说，存在一个最适的润湿度。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1生物材料的定义

1.2生物材料的分类

1.2.1金属生物材料

1.2.2陶瓷和玻璃生物材料

1.2.3聚合物生物材料

1.3生物材料表面特性与血液相容性关系

1.3.1表面润湿性

1.3.2表面能量

1.3.3表面电性能

1.3.4表面物理形态

1.4生物材料表面特性与内皮化关系

1.4.1材料表面的结构成分

1.4.2材料表面的润湿性

1.4.3材料表面的形貌与粗糙度

1.4.4材料表面的荷电特性

1.4.5材料表面负载的活性因子

1.5本文的主要研究工作

1.5.1利用低温等离子体沉积技术制备SiCOH膜层

1.5.2 SiCOH膜层的表征

1.5.3 SiCOH膜层润湿性对材料血液相容性的影响

1.5.4 SiCOH膜层润湿性对内皮细胞粘附的影响

1.6本文的研究意义及创新点

1.6.1研究意义

1.6.2本课题的创新点

2 SiCOH膜层的制备及表征

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1材料

2.2.2方法

2.3实验结果分析

2.3.1 TMS与O2流速比对SiCOH膜层水润湿角的影响

2.3.2 FTIR材料表面化学分析结果

2.4讨论

3 SiCOH膜层润湿性对血小板粘附的影响

3.1前言

3.2材料和方法

3.2.1材料

3.2.2方法

3.3结果

3.3.1血小板形态观察

3.3.2粘附数量计数

3.3.3血小板变形度分析

3.4讨论

4 SiCOH膜层润湿性对凝血时间的影响

4.1 1前言

4.2材料和方法

4.2.1材料

4.2.2方法

4.3结果

4.4讨论

5 SiCOH膜层润湿性对血浆蛋白吸附的影响

5.1前言

5.2材料与方法

5.2.1材料

5.2.2方法

5.3结果

5.4讨论

6 SiCOH膜层润湿性对人脐静脉内皮细胞粘附的影响

6.1前言

6.2材料和方法

6.2.1材料

6.2.2方法

6.3结果

6.3.1内皮细胞粘附形态观察

6.4讨论

7结论及后续工作的建议

7.1结论

7.2后续工作及建议

7.2.1血浆蛋白吸附动力学曲线和构象变化的测定

7.2.2内皮细胞的迁移、增殖

7.2.3内皮细胞骨架形态和粘附癍的观察

致 谢

参考文献

附 录