层层组装法改善丝素纤维人工血管材料生物相容性

摘要

自体血管由于数量有限，会对人体造成二次损伤，在临床使用中受到限制。人工血管被视作血管替代物，有极其宽广的应用空间。大口径（内直径> 6 mm）人工血管在临床中已获得较好的使用成效，相较之下，小口径（内直径≤ 6mm）人工血管因远期畅通率不佳，尚未取得较好移植效果。因而，本研究利用层层组装技术（LbL），在丝素纤维人工血管材料（SFF ）表面，构建了再生丝素蛋白/壳聚糖（RSF/CHI）n多层膜，以期改善材料的生物相容性，为研发远期畅通的小口径人工血管提供思路。 本论文的主要内容如下： （1）运用层层组装技术，在丝素纤维人工血管材料表面组建（RSF/CHI）n，通过原子力显微镜和接触角等测试，表征组装前后材料形貌、厚度、粗糙度及亲疏水性变化。（2）通过热重分析、拉伸、顶破与缝合强度实验，测试组装前后材料的热稳定性与力学性能变化。（3）通过体外细胞及血液实验，评价组装前后丝素纤维人工血管材料生物相容性。 研究结果与主要结论如下： （1）随着组装进行，组装膜厚度呈现线性增长，粗糙度先增大后减小，（RSF/CHI）8多层膜厚度为121 nm，粗糙度为56.9 nm。此外，材料表面接触角随最外层物质改变而呈现交替变化。实验结果表明，（RSF/CHI）n多层膜成功构建。 （2）组装过程未对材料的热稳定性和力学性能造成显著损伤。经（RSF/CHI）8组装后，材料热稳定性和力学性能均满足实际要求。此外，所有样品的湿态强力值显著低于干态值（p<0.01），且均满足血管移植物的力学要求。 （3）从组装4个（RSF/CHI）双层开始，丝素纤维人工血管材料的生物相容性得到明显改善。组装（RSF/CHI）8，1天、3天、5天细胞增殖率分别为未组装材料的1.64、2.82 和 4.45 倍。（RSF/CHI）8和（RSF/CHI）10试样的细胞增殖率、溶血率、血液凝固指数均无显著差异（p>0.05）。未组装和组装（RSF/CHI）8丝素纤维人工血管材料，溶血率分别为（0.72±0.22）%和（0.24±0.12）%。组装（RSF/CHI）8后，材料10 min和60 min的BCI值分别为0.45±0.03和0.34±0.04，呈现较为优异的抗凝血性。 综上所述，通过层层组装技术，不会影响丝素纤维人工血管材料的基本性能，同时能改善材料表面的生物相容性，促进内皮细胞粘附，降低溶血率，起到抗凝血效果。但本课题生物相容性评价实验局限于体外培养，在动态模拟和动物实验等方面，还有待进一步探索。

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