纖溶功能材料的制備及其性能研究.pdf

1、異體材料表面引起血栓形成是限制血液接觸器件成功應(yīng)用的主要問題之一。傳統(tǒng)的表面抗血栓改性策略主要基于“阻礙纖維蛋白（初級(jí)血栓）形成”這一基本設(shè)計(jì)思路，然而，大量實(shí)踐證明，凝血反應(yīng)的發(fā)生是不可避免的，異體材料在血液環(huán)境的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)引發(fā)血栓的形成。纖溶表面的概念突破了傳統(tǒng)抗血栓思路，從“溶解纖維蛋白”的角度設(shè)計(jì)材料表面。通過在材料表面修飾纖溶系統(tǒng)核心蛋白質(zhì)纖維蛋白溶酶原（Plg）及其激活劑t-PA的親和性配體-ε-氨基和羧基自由的賴氨酸（ε-

2、賴氨酸），使材料在接觸血液環(huán)境時(shí)，充分調(diào)動(dòng)人體纖溶系統(tǒng)，促進(jìn)纖溶酶的產(chǎn)生，從而迅速溶解初步形成但尚未對(duì)人體造成危害的血栓。在過去十幾年中，研究者們已經(jīng)充分證實(shí)了纖溶表面這一概念的可行性，并發(fā)展了多種構(gòu)建纖溶表面的方法。然而，由于表面修飾ε-賴氨酸的過程十分復(fù)雜、反應(yīng)條件苛刻、且可控性和可重復(fù)性差，從而限制了纖溶概念在商品化材料表面的應(yīng)用。
　　針對(duì)上述問題，本論文首先優(yōu)化了基于表面賴氨酸化的纖溶功能表面的制備方法，旨在簡(jiǎn)化表面改性

3、步驟，加強(qiáng)改性過程的可控性和可重復(fù)性，以期推動(dòng)纖溶功能材料向?qū)嶋H應(yīng)用方向的發(fā)展。此外，基于纖溶分子t-PA與生理配體之間的親和作用，實(shí)現(xiàn)了t-PA與納米粒子、聚合物分子以及材料表面的結(jié)合，旨在提高t-PA或t-PA修飾的材料在血液環(huán)境中的纖溶功效。研究?jī)?nèi)容如下：
　　為了簡(jiǎn)化表面修飾ε-賴氨酸的方法，合成了功能性乙烯基ε-賴氨酸單體，并將其與甲基丙烯酸-2-羥乙酯（HEMA）共聚制備了含ε-賴氨酸的共聚物P(HEMA-co-Lys

4、)，通過改變單體投料比可以精確調(diào)控共聚物組成。該共聚物可以直接澆鑄成膜片，其表面賴氨酸密度可以通過改變共聚物的組成來調(diào)節(jié)，最高可達(dá)到63.9 nmol/cm2。該膜片具有良好的抗非特異性纖維蛋白原（Fg）吸附性能，并能夠從血漿中選擇性結(jié)合Plg，且吸附量隨表面賴氨酸密度的增大而增加，最高可達(dá)到1.8μg/cm2。結(jié)合的Plg能夠在t-PA的激活作用下有效溶解纖維蛋白，且溶解速度與Plg吸附量正相關(guān)。在進(jìn)一步研究中，將乙烯基ε-賴氨酸單體

5、與HEMA直接一步共聚在雙鍵功能化的聚氨酯（PU）表面，從而獲得ε-賴氨酸修飾的表面。通過改變共聚投料比可以調(diào)節(jié)表面賴氨酸密度，進(jìn)而調(diào)節(jié)對(duì)Plg的結(jié)合能力。上述表面修飾ε-賴氨酸的方法避免了逐步接枝過程中可控性和重復(fù)性差的問題，且不涉及賴氨酸ε-氨基的保護(hù)和強(qiáng)酸脫保護(hù)的劇烈反應(yīng)條件。
　　由于ε-賴氨酸對(duì)t-PA也具有一定的親和性，因此，制備了具有纖溶活性的賴氨酸化金納米粒子和t-PA的復(fù)合物，以提高t-PA的活性保持能力并延長(zhǎng)其

6、血液循環(huán)半衰期。合成了ε-賴氨酸修飾的RAFT鏈轉(zhuǎn)移劑，通過RAFT聚合成功合成了巰基和ε-賴氨酸封端的聚乙烯基吡咯烷酮（SH-PVP-Lys），并將其修飾在金納米粒子表面。修飾后的納米粒子具有良好的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附性能，且能夠在生理?xiàng)l件下通過親和作用結(jié)合t-PA。復(fù)合后的t-PA幾乎保持了全部活性和溶栓能力，并能夠從一定程度上抵御抑制劑PAI-1的抑制作用，因此在小鼠體內(nèi)的半衰期比自由t-PA延長(zhǎng)了3倍。上述基于親和作用復(fù)合t-P

7、A的方法相比于過去的t-PA負(fù)載方法，更有利于保持t-PA在血液環(huán)境中的活性。
　　t-PA在應(yīng)用于血液環(huán)境時(shí)之所以半衰期短，主要是因?yàn)槠渖硪种苿㏄AI-1對(duì)其的抑制作用。受這一抑制機(jī)制的啟發(fā)，開發(fā)了新型t-PA親和性配體。選擇了一段PAI-1表面參與結(jié)合t-PA的多肽序列ARMAPE作為t-PA的親和性配體，用于t-PA與聚合物分子的結(jié)合及在材料表面的固定。首先，制備了多肽封端的聚（甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯）（Pep-POEGM

8、A）并將其與t-PA偶聯(lián)。該偶聯(lián)物可以保持t-PA的全部活性，并且由于多肽能夠定位在t-PA中屬于PAI-1的結(jié)合位點(diǎn)，因此有效抵御了PAI-1對(duì)t-PA的抑制作用。隨后，以POEGMA為間隔臂將多肽ARMAPE修飾到材料表面。該表面對(duì)t-PA的負(fù)載量高達(dá)560 ng/cm2，遠(yuǎn)大于ε-賴氨酸修飾表面的t-PA吸附量（280 ng/cm2）。相比于非特異性固定方法（物理吸附、共價(jià)鍵接），以多肽固定t-PA最有利于活性的保持，且在PAI-