基于等離子體聚合技術構建多功能心血管植入材料表面及其生物相容性研究.pdf

1、心血管疾病是目前導致人類死亡的首要因素。目前，治療心血管疾病的主要手段有藥物治療、冠狀動脈搭橋術和介入治療等。其中，基于血管支架的介入治療由于其具有創(chuàng)傷小、立竿見影的療效等優(yōu)點已經(jīng)成為治療重癥冠心病患者最為常用的臨床手段之一。在過去的30多年里，研究者采用了多種表面改性技術來提高血管支架的生物相容性，血管支架也經(jīng)歷了多次的更新?lián)Q代:從最早的經(jīng)皮球囊成形術到裸金屬支架的應用，到2000年后獲得革命性突破的藥物洗脫支架，再到現(xiàn)在逐漸發(fā)展為內(nèi)

2、皮祖細胞捕獲支架，全降解金屬支架、全降解高分子支架、仿生內(nèi)皮功能支架百家爭鳴的態(tài)勢。
　　等離子體聚合是本世紀60年代才發(fā)展起來的一種新的制備高分子聚合膜的技術，它是利用放電把有機類氣態(tài)單體等離子體化，使其產(chǎn)生各類活性種，由這些活性種之間或活性種與單體之間進行加成反應形成聚合膜。該類薄膜的優(yōu)勢在于幾乎能在所有固體材料（聚合物、玻璃、金屬、陶瓷等）表面沉膜，合成的薄膜含有豐富的官能團，柔韌性好，與基底之間的結合力較好，能夠抵御大的變

3、形。尤其是針對血管支架這種經(jīng)過撐開過程而服役的植入器械而言，具有較大的優(yōu)勢。
　　為了進一步加強對等離子聚合涂層組成、結構、功能調控等方面的認識，本論文首先通過引入烯丙胺、氮氣（從3 sccm～6 sccm）作為輔助氣體沉積富胺基涂層。通過紅外、X射線光電子能譜、掃描電鏡、原子力顯微鏡、接觸角、橢偏儀等方法表征涂層的化學組成和表面形貌。利用電化學工作站評價改性后的涂層的耐腐蝕性情況。通過內(nèi)皮細胞、成骨細胞、巨噬細胞種植實驗，評價改

4、性前后材料的細胞相容性和組織相容性。結果表明在5 sccm氮氣流量下，聚合涂層具有最高的胺基濃度，并且該涂層通過增加蛋白吸附進而促進內(nèi)皮細胞和成骨細胞的粘附、鋪展、增殖，通過影響TNF-α和IL-6分泌進而介導抑制巨噬細胞的粘附和激活。
　　在此基礎上，本文開展了在可降解基底材料（鎂鋅錳合金，純鐵）上沉積富胺基涂層并進行耐腐蝕評價和生物學評價。實驗結果表明該涂層可以提高材料的耐腐蝕性能，同時表面的胺基進一步提高了材料的生物相容性。

5、支架撐開實驗證實了該聚合涂層優(yōu)異的力學性能及其在全降解金屬血管支架應用上的可行性。因此利用等離子體技術可以制備較為致密的等離子體聚合涂層，涂層制備過程具有一步沉積、無溶劑沉積的優(yōu)勢，特別適合可降解血管支架材料的表面修飾。
　　為了探索將等離子體聚合技術應用于內(nèi)皮祖細胞捕獲支架的制備技術，本文進一步利用等離子聚烯丙胺的電負性固定可以與內(nèi)皮祖細胞特異性結合的DNA適配子。石英晶體微天平的監(jiān)測結果表明DNA適配子的穩(wěn)定固定量高達175

6、ng/cm2。細胞結果證實改性后的薄膜展現(xiàn)了與內(nèi)皮祖細胞特異性結合的能力。同時改性后表面適宜內(nèi)皮細胞的生長而不促進平滑肌細胞的增生。但是血液評價的結果表明，該支架表面的抗凝血性不佳，需要進一步修飾抗凝分子。
　　健康的心血管內(nèi)皮層可依靠其細胞膜上的抗凝分子、內(nèi)皮細胞內(nèi)持續(xù)不斷釋放的一氧化氮(NO)以及分泌的前列環(huán)素等活性因子發(fā)揮維持血液微環(huán)境穩(wěn)態(tài)的協(xié)同作用。因此本論文提出了依據(jù)仿生天然血管內(nèi)皮細胞生理功能的理念，固定天然內(nèi)皮細胞細

7、胞外基質成分之一的肝素，以及可以持續(xù)、穩(wěn)定催化釋放NO的“肝素-NO催化雙功能”涂層?；谇捌谘芯?，我們利用等離子聚烯丙胺涂層為平臺，通過碳二亞胺反應逐步固定肝素和具有催化NO釋放活性的硒代胱胺。體外結果說明該內(nèi)皮仿生涂層具有抗凝、抑制平滑肌增生、加強內(nèi)皮祖細胞遷移、生長等方面的功能，展現(xiàn)了其在預防動脈粥樣硬化、自由基清除、心血管組織工程修復等研究領域的潛在優(yōu)勢。
　　綜上，本研究的主要目的是基于等離子聚烯丙胺薄膜構建多種血管支架