表面改性的血管内支架材料的生物相容性研究

论文摘要

Ni-Ti形状记忆合金以其具有的优良特性被认为是理想的血管内支架材料。但是合金表面的正电性和较高的表面能使植入后的再狭窄现象仍然存在,并且合金本身含有的镍元素有可能引起严重的细胞毒性及炎症反应,因此,许多研究都致力于将Ni-Ti合金进行表面改性以提高其抗凝血性能及生物相容性。肝素（Heparin, Hep）是临床上广泛使用的抗凝血药物;铁是人体内必须的微量元素,Fe3+可以和肝素等多种带有负电荷的多糖相互作用形成配合物,并且不会对身体产生副作用及毒性;临床研究表明,硫酸葡聚糖（Dextran sulfate, DS）可作为肝素的替代物用于抗凝血治疗,并具有很好的亲水性。因此,我们利用静电吸引层层自组装技术在Ni-Ti合金表面成功组装了Fe3+/多糖（Hep和/或DS）多层薄膜,使材料表面形成了稳定的糖铁络合物涂层。活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）的检测和凝血酶失活试验结果表明,与空白Ni-Ti合金相比,Fe3+/Hep涂层和Fe3+/DS/Fe3+/Hep涂层均具有明显的抗凝血活性。蛋白质吸附试验,血小板和白细胞的黏附试验结果表明,与空白Ni-Ti合金相比,涂层后的Ni-Ti合金表面的白蛋白与纤维蛋白原的吸附比高,在材料表面黏附的血小板和白细胞都没有发生明显的形变,没有被活化。另外,溶血试验结果表明,两种肝素涂层溶血率都非常低,远远小于国家规定的标准5%。以上实验结果表明,涂层后材料具有很好的血液相容性。内皮细胞在材料表面的生长及形态观察结果表明,肝素涂层后的Ni-Ti合金对内皮细胞毒性低,细胞能较好的铺展在材料表面上;浸提液和直接接触体外细胞毒性试验结果表明,涂层后材料及其浸提液没有表现出明显的细胞毒性,材料属于I级或0级生物材料。以上实验结果表明,涂层后材料具有很好的组织相容性。由于生物相容性单因素试验结果的差异性,我们采用模糊数学原理建立了评价模型,对涂层后Ni-Ti合金材料的生物相容性进行了综合性评价,结果表明,Fe3+/Hep涂层和Fe3+/DS/Fe3+/Hep涂层大大提高了Ni-Ti合金的生物相容性。综上所述,Fe3+/Hep涂层和Fe3+/DS/Fe3+/Hep涂层具有良好的生物相容性,能够进一步应用于体内植入研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 血管内支架材料的抗凝血表面修饰
• 1.1.1 心血管疾病和血管内支架
• 1.1.2 Ni-Ti 形状记忆合金特点及其在生物医学领域的应用
• 1.1.3 Ni-Ti 合金的抗凝血表面修饰
• 1.1.4 铁—肝素复合物薄膜的性质及应用
• 1.2 生物材料的血液相容性
• 1.2.1 血液相容性概论
• 1.2.2 抗凝血性能
• 1.2.3 蛋白质吸附
• 1.2.4 血小板黏附
• 1.2.5 溶血作用
• 1.2.6 白细胞黏附
• 1.3 生物材料的组织相容性
• 1.3.1 组织相容性概论
• 1.3.2 内皮化研究
• 1.3.3 体外细胞毒性
• 1.4 本课题的研究意义和研究内容
• 1.4.1 本课题的研究意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第2章 表面改性的血管内支架材料的血液相容性研究
• 2.1 实验材料、试剂及仪器
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 涂层制备
• 2.2.2 涂层生长监测
• 2.2.3 活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）的检测
• 2.2.4 凝血酶失活试验
• 2.2.5 蛋白质吸附
• 2.2.6 溶血试验
• 2.2.7 血小板黏附
• 2.2.8 白细胞黏附
• 2.3 结果及分析
• 2.3.1 涂层生长监测
• 2.3.2 活化部分凝血活酶时间（APTT）和凝血酶原时间（PT）的检测
• 2.3.3 凝血酶失活试验
• 2.3.4 蛋白质吸附
• 2.3.5 溶血试验
• 2.3.6 血小板黏附
• 2.3.7 白细胞黏附
• 2.4 本章小结
• 第3章 表面改性的血管内支架材料的组织相容性研究
• 3.1 实验材料、试剂及仪器
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 内皮化研究
• 3.2.2 体外细胞毒性检测
• 3.3 结果及分析
• 3.3.1 内皮化研究
• 3.3.2 体外细胞毒性检测
• 3.4 本章小结
• 第4章 模糊数学法对表面改性的血管内支架材料的生物相容性评价
• 4.1 理论基础
• 4.1.1 模糊数学简介
• 4.1.2 层次分析法简介
• 4.1.3 研究目的及意义
• 4.2 模型的建立
• 4.2.1 确定因素论域和样品论域
• 4.2.2 构造评判距阵
• 4.2.3 确定权数集A
• 4.2.4 评判
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文与专利
• 致谢