TiO2薄膜表面共固定肝素及硒代胱胺改善其血液相容性的研究

摘要

一氧化氮是心血管系统中最重要的信号传导分子，它是由健康内皮细胞产生。国内外研究结果显示，NO供体型材料能有效改善材料表面的抗凝血性能，已被广泛应用于生物材料表面改性。本文拟在氧化钛材料表面固定肝素和硒代胱胺构建催化活性层，将肝素优异的抗凝性能和硒代胱胺原位催化内源性NO供体释放NO的性能结合起来，从而改善材料的血液相容性。
　　首先通过非平衡磁控溅射技术在单晶硅上制备氧化钛薄膜，然后将聚多巴胺沉积在材料表面引入有机官能团(醌基和氨基等)，接着采用EDC活化方法将肝素固定在聚多巴胺表面，同时将硒代胱胺也固定在聚多巴胺表面。通过FTIR、XPS检测证实各分子在样品表面的固定情况。氨基定量结果显示，DM表面氨基量大约为15.53 n mol/cm2。在石英晶片上模拟了各步生物分子的固定，利用QCM-D测得表面固定的肝素量约为297.3 ng/cm2，硒代胱胺量约为670.5 ng/cm2。
　　生物学评价结果表明，改性样品TDHSe的GPx酶活力达到33.75 U/cm2。通过荧光染色、SEM等手段对体外血小板粘附样品进行表征，对于无供体组，在肝素及硒代胱胺修饰的样品表面，血小板数量明显少于对比样TiO2薄膜；而对于SNAP供体组，由于肝素及NO的共同作用，TDHSe样品表面的血小板粘附、激活、聚集状态都得到了显著抑制。cGMP检测证实此效应是通过NO-cGMP信号通路实现的。
　　综上所述，本文利用肝素及硒代胱胺在氧化钛表面成功构建了催化活性层。改性表面可催化内源性NO供体释放NO，进而使细胞内cGMP含量升高，发挥其生理作用。生物相容性评价结果显示，在肝素及NO双重机制的作用下，材料表面抗凝性能得到明显改善。