蛋白質(zhì)在PEU-LCP復(fù)合生物材料上的吸附行為研究.pdf

1、在醫(yī)學(xué)臨床上，有相當(dāng)多的醫(yī)療器件須與血液接觸。血液一旦與外源固體材料接觸，就有可能發(fā)生細(xì)胞的附著和激活、蛋白質(zhì)的吸附和變性、細(xì)胞的附著和激活等生物反應(yīng)，導(dǎo)致凝血、溶血、血相改變等不良反應(yīng)。蛋白質(zhì)的吸附是第一步，影響生物材料的性能并可能直接導(dǎo)致血栓的形成。因此研究生物材料表面蛋白質(zhì)的吸附行為在研究材料的生物相容性中具有重要的意義。本實(shí)驗(yàn)室以聚醚氨酯為基材合成的新型肝素化液晶與聚醚氨酯共混(PEU/LCP)復(fù)合生物材料經(jīng)前期研究證明具有較好

2、的抗凝血性能，因此進(jìn)一步深入研究蛋白質(zhì)在其上的吸附行為，對材料的合成及表面結(jié)構(gòu)研究起到指導(dǎo)作用，并進(jìn)一步揭示生物材料與血液相互作用的機(jī)理。 本研究以熒光標(biāo)記為手段，研究了PEU/LCP復(fù)合生物材料表面的蛋白質(zhì)吸附行為。主要工作如下： (1) 材料的性能研究：首先對以聚丙烯酰胺為柔性主鏈，肝素為側(cè)鏈的PEU/LCP復(fù)合生物材料的抗凝血性能進(jìn)行研究，復(fù)鈣化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEU/LCP復(fù)合生物材料復(fù)鈣時(shí)間比基材PEU延長了3分

3、多鐘，是功能化的聚氯乙烯(PVC)材料的將近兩倍，顯示出極強(qiáng)的抗凝血性能；對三種材料的表面自由能研究表明，PEU/LCP復(fù)合生物材料的表面自由能最大，親水性最好，其次為PVC，最差的為PEU。 (2) 熒光定量方法的建立：用異硫氰酸熒光素成功對白蛋白和纖維蛋白原進(jìn)行了熒光標(biāo)記。確定了異硫氰酸熒光素與白蛋白及纖維蛋白原的反應(yīng)投料比，蛋白質(zhì)標(biāo)記效果檢測和標(biāo)記蛋白質(zhì)含量對吸附結(jié)果的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，標(biāo)記的蛋白質(zhì)非常穩(wěn)定，且在標(biāo)記白蛋白

4、混入比例不超過一定范圍時(shí)，標(biāo)記處理不會(huì)影響其吸附行為。 (3) 蛋白質(zhì)靜態(tài)吸附研究：白蛋白一元蛋白吸附實(shí)驗(yàn)表明，PEU/LCP復(fù)合材料在三種材料中白蛋白的吸附量最多，其次為功能化PVC材料，基材PEU。并且初始濃度越大，吸附量越大。研究發(fā)現(xiàn)PEU/LCP復(fù)合材料表面吸附的纖維蛋白原遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其它兩種材料，基材PEU對纖維蛋白原的吸附最多。 在白蛋白-纖維蛋白原二元競爭吸附時(shí)，PEU/LCP復(fù)合材料具有對白蛋白的高選擇性吸附

5、，并阻抗纖維蛋白原的吸附。 得到白蛋白在PEU/LCP復(fù)合材料表面的等溫吸附模型，而PEU及PVC材料表面的等溫吸附模型分別為，可以用Langmuir方程擬合。 (4) 蛋白質(zhì)動(dòng)態(tài)吸附研究：一元白蛋白動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，加載剪切力會(huì)增加材料表面對白蛋白的吸附，但加載不同的剪切力對PEU及PVC表面的白蛋白吸附影響不顯著，對PEU/LCP復(fù)合材料表面的白蛋白吸附影響顯著。建立一元BSA于PEU/LCP復(fù)合材料表面的動(dòng)態(tài)吸附模

6、型： ，以及其他兩種材料表面的BSA動(dòng)態(tài)吸附模型分別為：白蛋白-纖維蛋白原二元蛋白體系在流動(dòng)狀態(tài)下的白蛋白吸附量較靜止?fàn)顟B(tài)下更多。 (5) 吸附機(jī)理研究：通過白蛋白的可逆性吸附實(shí)驗(yàn)證明了“動(dòng)態(tài)蛋白膜層”假說。 對白蛋白在PEU/LCP復(fù)合材料表面的吸附過程動(dòng)力學(xué)建立了模型，求出吸附速率k1=3.5×10-3，解吸速率k-1＝2.7×10-3，從機(jī)理上驗(yàn)證了“動(dòng)態(tài)蛋白膜層”假說。 以上所有研究表明，PEU/LCP復(fù)