基于多酚的心血管材料表面多功能涂層研究.pdf

1、貽貝分泌的足絲蛋白，由于多巴結(jié)構(gòu)的存在，可以在巖石、船舶等多種材質(zhì)的物體上牢固吸附;反復(fù)使用的茶具，由于茶多酚與茶銹中的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，可以在茶具內(nèi)壁形成難以去除的茶垢。這些兒茶酚及多酚化合物在形成有效的界面粘附上發(fā)揮了核心作用。本論文源于這些靈感，探索多酚化合物在心血管材料表面改性上的可行性和研究價值，并拓展仿生貽貝粘附材料的設(shè)計和應(yīng)用。
　　本論文綜述了心血管疾病與血管支架治療，多酚與一氧化氮(nitric oxide，NO

2、)在心血管疾病中的重要作用，基于心血管微環(huán)境與生物材料的界面需求，我們制備了基于多酚的多功能表面改性層。論文首先綜合評價了聚多巴胺的血液相容性、內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞相容性，并對聚多巴胺涂層進(jìn)行了氧化熱處理，探究了官能團密度對后續(xù)生物分子接枝密度的影響;其次，源于貽貝粘附化學(xué)構(gòu)建了酚胺交聯(lián)涂層，并研究了酚胺交聯(lián)涂層在材料表面官能團引入的種類及密度調(diào)控上的可行性;特別地，通過表沒食子兒茶素沒食子酸酯(Epigallocatechin-3-g

3、allate，EGCG)，可在涂層中引入胱胺和硒代胱胺組分，評價了含雙硫和雙硒涂層在原位催化內(nèi)源性NO供體(S-Nitrosothiols，RSNO)分解釋放NO上的功能;此外，鑒于兒茶酚在界面吸附上的作用，利用兒茶酚修飾肝素和聚乙烯亞胺(PEI)，制備了兒茶酚修飾的層層自組裝(LBL)薄膜，并對比研究了兒茶酚修飾的LBL膜與未修飾的LBL膜在膜層穩(wěn)定性上的差異;制備了以聚乙烯亞胺(Polyethylenimine，PEI)/鄰苯三酚(

4、Pyrogallol，PG)的層層自組裝模型，并探究了這類薄膜的結(jié)構(gòu)和性能。
　　通過論文工作的開展，證實了與聚多巴胺涂層類似，酚胺交聯(lián)涂層可以沉積在多種材料表面，且通過多酚化合物和多胺基化合物的篩選，使制備的涂層在表面官能團密度、種類及生物分子二次修飾上有更大的調(diào)控范圍;通過評價官能團種類與密度對內(nèi)皮細(xì)胞和平滑肌細(xì)胞的影響，發(fā)現(xiàn)高密度酚羥基的表面可以在一定程度上抑制平滑肌細(xì)胞的增殖，這為多酚化合物參與形成的涂層在心血管材料表面的

5、潛在應(yīng)用提供了研究支撐。EGCG/胱胺及EGCG/硒代胱胺交聯(lián)涂層屬于NO-再生型材料，可以催化RSNO分解釋放NO，釋放速率約為0.3-4.1×10-10 mol·cm-2·min-1,這一速率達(dá)到或接近正常內(nèi)皮細(xì)胞層釋放NO的速率(0.5-4×10-10 mol·cm-2·min-1)。利用肝素或聚乙烯亞胺(PEI)分子結(jié)構(gòu)中的羧基或胺基，通過碳二亞胺(EDC)和N-羥基琥珀酰亞胺(NHS)方法(EDC/NHS)成功修飾了兒茶酚官能

6、團，兒茶酚修飾的肝素和PEI分子制備的LBL組裝層相比于未經(jīng)修飾的肝素和PEI分子制備的LBL組裝層，在PBS環(huán)境中的穩(wěn)定性顯著增加。此外，構(gòu)建了PEI和鄰苯三酚的層層自組裝涂層，發(fā)現(xiàn)該涂層可能是基于PEI模板的固相水合膜層，且高密度的PEI外表面可以顯著的抑制血小板的粘附與激活。對該涂層的系統(tǒng)研究所獲得的結(jié)果，可為抗凝血材料的設(shè)計與制備提供了一個新思路。
　　綜上，著眼于心血管材料細(xì)胞或血液相容性的特殊要求，本論文仿生貽貝粘附蛋