钛表面固定肝素—多聚赖氨酸纳米颗粒以改善血液相容性研究

摘要

心血管系统疾病是危害人类健康的重要疾病之一。目前，人工血管、人工心脏瓣膜、血管支架等各种人工器官或医用装置已广泛应用于心血管疾病的治疗，但材料的血液相容性依然存在着严重的问题。
　　本文通过在钛材料表面构建聚多巴胺涂层，并进一步在涂层上固定多聚赖氨酸(PLL)-肝素(Hep)纳米颗粒，从而提高材料表面的血液相容性。多巴胺(DM)在碱性条件下能发生自聚合，并可在钛表面实现牢固粘接，形成具有多种官能团(酚羟基、醌基、氨基)的DM薄膜。多聚赖氨酸(PLL)可与肝素(Hep)通过自发静电组装作用形成具有三维结构的纳米颗粒。利用DM与伯氨基可发生麦克尔加成和西弗碱反应的特性，可将含有氨基的Hep/PLL纳米颗粒共价固定至样品表面，构建抗凝功能化表面。利用Zeta电位仪对不同工艺制备的纳米颗粒进行尺寸及Zeta电位值的测定，并进行纳米颗粒制备工艺的优化。通过甲苯胺蓝法对不同工艺纳米颗粒中的肝素进行定量分析；傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)显示纳米颗粒成功地固定到样品表面；通过原子力显微镜(AFM)及水接触角测试进行纳米颗粒固定前后样品表面形貌及亲疏水性变化的表征；利用酸性橙定量氨基、甲苯胺蓝法定量肝素及超微量电子天平对纳米颗粒固定后样品表面氨基含量、肝素含量及颗粒固定总量进行定量表征。血小板粘附与激活实验表明，钛表面固定的纳米颗粒可显著抑制血小板粘附。纤维蛋白原变性结果表明，固定纳米颗粒后样品表面纤维蛋白原变性程度显著降低，从而进一步降低血小板的聚集和激活。凝血时间检测结果表明纳米颗粒固定后，APTT及TT均有显著延长，但PT对肝素不敏感，检测结果无明显变化。肝素动态释放实验及血小板粘附实验表明，肝素初期释放较快，有助于防止急性凝血发生，后期肝素释放稳定，有利于长期稳定的抗凝。进一步对材料表面修饰与生物相容性结果的关系研究表明，纳米颗粒的形成受到溶液体系的离子浓度、pH环境以及参与纳米颗粒形成的生物分子的分子量等因素的影响，在模拟正常人体血浆环境的弱碱性PBS中，纳米颗粒能够保持良好的稳定性、均匀性，并发挥较强的抗凝作用。