论文题目: 表面静电自组装构建生物相容性和药物控释超薄膜的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 谭庆刚
导师: 沈家骢,计剑
关键词: 介入治疗,表面修饰,静电自组装,血液相容性,药物涂层
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文围绕着介入治疗装置材料表面凝血与抗凝血及药物涂层的基本问题,采用超分子静电自组装技术在医用316L不锈钢上构建了抗凝血生物分子多层膜表面:通过调节组装多层膜的分子结构设计了抗凝血和抗菌协同作用的表面;利用壳聚糖pH值响应性引起的去质子化效应获得了药物控释涂层;通过调节组装分子获得了具有指数增长的自组装多层膜,并探索了其在药物控释中的应用。 静电自组装和抗凝血生物分子表面固定研究从血液相容性表面设计思想出发,将层层自组装超分子技术应用到介入医用材料的表面设计与修饰中,成功地制备了含有白蛋白的生物惰性多层膜和含有肝素的抗凝血生物活性多层膜表面。 在316L不锈钢表面预先吸附一层聚阳离子聚乙烯亚氨而引入正电荷,然后通过白蛋白和聚乙烯亚氨的层层组装构建多层膜.用~125I放射标记白蛋白的方法和电化学阻抗法跟踪了层层组装过程。放射标记实验和电化学阻抗测试研究表明聚乙烯亚氨和白蛋白组装呈线性关系增长。而原子力表征显示通过控制组装层数可以制备致密的白蛋白多层膜涂层,稳定性实验研究显示多层膜在PBS内稳定存在,40天内仍有超过90%的白蛋白存在。体外血小板粘附实验表明这种惰性蛋白的涂层大大提高了316L不锈钢表面血液相容性。 研究采用聚乙烯亚氨和抗凝血活性肝素在316L不锈钢表面交替组装成功的固定了肝素多层膜。采用接触角和电化学阻抗实验对其组装过程进行了跟踪。X光电子能谱(XPS)和反射吸收红外光谱测试也表明316L不锈钢表面成功地固定了肝素分子。电化学阻抗和接触角测试表明316L不锈钢表面的肝素多层膜具有良好的稳定性。体外复钙化时间和血小板粘附实验结果表明含有肝素的多层膜涂层大大提高了3 16L不锈钢表面抗凝血性。静电自组装这种工艺简单、不依赖基材形状的温和的表面固定技术为可工业实现的介入治疗表面抗凝血设计手段提供了一种新途径。生物分子静电自组装与协同效应研究 研究采用抗凝血肝素和具有抗菌功能的壳聚糖交替组装构建具有协同抗菌和抗凝血性能的多层膜。石英微天平跟踪了在不同酸性pH值下组装的壳聚糖/肝素多层膜,并用接触角测量和紫外测试研究了环境pH值变化对多层膜表面性能的影响。结果表明壳聚糖/肝素具有很好的自组装性,形成的多层膜
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一部分 绪论
1 文献综述
1.1 介入治疗的概述
1.2 介入治疗装置的研究
1.2.1 药物涂层支架
1.2.2 介入治疗装置表面血液相容性研究概况
1.2.2.1 生物惰性表面
1.2.2.2 生物活性表面
1.3 层状自组装在生物材料研究中的应用
1.3.1 自组装—生命体的启示
1.3.2 自组装多层膜发展历史
1.3.3 基于静电相互作用的交替沉积技术
1.3.3.1 基底表面电荷处理
1.3.3.2 静电自组装的机理
1.3.3.3 多层膜的结构
1.3.3.4 多层膜组装影响因素
1.3.3.5 多层膜吸附动力学
1.3.3.6 多层膜表征
1.4 静电自组装在生物材料改性中的应用
1.4.1 层-层自组装的生物惰性表面设计
1.4.2 负载生物活性物质的层层自组装表面设计
1.4.2.1 天然多糖层层自组装表面设计
1.4.2.2 细胞外基质分子的层层自组装表面设计
1.4.2.3 活性蛋白质的层层自组装设计
1.4.2.4 其他生物活性分子的层层自组装设计
1.4.3 层-层自组装的抗菌涂层设计
1.4.4 层-层自组装的药物缓释涂层设计
2.课题的提出和研究思路与实验方案设计
REFERENCES
第二部分 层层组装与血液相容性
第一章 静电自组装和抗凝血生物分子表面固定研究
第一节 具有生物惰性的白蛋白与聚阳离子的静电自组装
1.1.1 引言
1.1.2 实验部分
1.1.2.1 试剂
1.1.2.2 多层膜的制备
1.1.2.3 多层膜表征
1.1.3 结果与讨论
1.1.3.1 放射标记法跟踪PEI／BSA层层组装过程
1.1.3.2 电化学表征层层组装过程
1.1.3.3 316L不锈钢片上多层膜拓扑形貌研究
1.1.3.4 多层膜稳定性研究
1.1.3.5 体外评价血液相容性
第二节 抗凝血剂肝素与聚阳离子的静电自组装
1.2.1 引言
1.2.2 实验部分
1.2.2.1 试剂
1.2.2.2 多层膜的制备
1.2.2.3 多层膜的表征
1.2.3 体外静态评价多层膜改性316L不锈钢血液相容性
1.2.3.1 复钙化凝血时间(PR7)的测定
1.2.3.2 体外血小板粘附测试
1.2.4 结果与讨论
1.2.4.1 接触角表征第一层PEI吸附随时间变化
1.2.4.2 接触角跟踪层层组装PEI和肝素过程
1.2.4.3 电化学表征层层组装过程
1.2.4.4 反射红外吸收光谱研究多层膜
1.2.4.5 X—射线光电子能谱(XPS)研究多层膜
1.2.4.6 316L不锈钢上沉积的PEI／heparin多层膜稳定性研究
1.2.4.7 体外评价血液相容性
本章小结
第二章 生物分子静电自组装与协同效应研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 试剂
2.2.2 聚氯乙烯膜基材制备
2.2.3 壳聚糖的纯化
2.2.4 多层膜的制备
2.2.4.1 基材的处理
2.2.4.2 溶液配置
2.2.4.3 多层膜的组装
2.2.5 多层膜的表征
2.2.5.1 石英晶体微天平(QCM)
2.2.5.2 接触角表征多层膜表面性能
2.2.5.3 染料吸附
2.2.6 体外评价多层膜抗凝血性
2.2.6.1 发复钙化凝血时间(PRT)的测定
2.2.6.2 体外血小板粘附测试
2.2.7 体外抗菌实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 石英晶体微天平(QCM)跟踪组装过程
2.3.2 环境pH值对多层膜表面亲水性的影响
2.3.3 环境pH值对多层膜染料吸附的影响
2.3.4 肝素／壳聚糖多层膜pH值依赖性现象的探讨
2.3.5 体外评价多层膜血液相容性
2.3.6 体外评价多层膜抗菌
本章小结
REFERENCES
第三部分 层层组装与药物缓释
第三章 壳聚糖去质子化效应与药物控释涂层
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 试剂
3.2.2 PBS缓冲溶液配置
3.2.3 多层膜的制备
3.2.3.1 基材处理
3.2.3.2 多层膜组装
3.2.4 多层膜表征
3.2.4.1 紫外—可见光光谱分析
3.2.4.2 表面性能研究
3.2.5 模型药物装载
3.2.6 模型药物释放研究
3.3 结果与讨论
3.3.1 紫外—可见光光谱跟踪层层组装PSS／Chitosan过程
3.3.2 PSS／Chitosan多层膜表面性能研究
3.3.3 PSS／chitosan多层膜模型药物装载动力学研究
3.3.4 多层膜模型药物装离子强度依赖性
3.3.5 模型药物亚甲基蓝释放研究
3.3.5.1 最外层聚电解质对亚甲基蓝释放的影响
3.3.5.2 缓冲溶液对亚甲基蓝释放的影响
3.3.5.3 装载pH值对亚甲基蓝释放的影响
3.3.5.4 装载溶液离子强度对亚甲基蓝释放的影响
本章小结
第四章 指数增长与药物控释涂层
4.1引言
4.2 实验部分
4.2.1 试剂
4.2.2 多层膜的制备
4.2.2.1 基材处理
4.2.2.2 海藻酸钠的纯化
4.2.2.3 多层膜组装
4.2.3 QCM分析多层膜
4.2.4 两种不同增长方式的多层膜装载药物差异
4.2.5 装载离子强度对多层膜装载模型药物装载的影响
4.2.6 多层膜模型药物释放
4.2.6.1 不同介质对释放行为的影响
4.2.6.2 不同离子强度对释放行为的影响
4.2.6.3 CaCl_2交联对释放行为的影响
4.2.6.4 热交联对释放行为的影响
4.3 结果与讨论
4.3.1 QCM跟踪层层组装过程
4.3.2 PEI／alginate和PEI／PAA装载模型药物比较
4.3.3 离子强度对多层膜装载模型药物的影响
4.3.4 释放介质对PEI／alginate释放行为的影响
4.3.5 模型药物装载离子强度对多层膜释放行为的影响
4.3.6 CaCl2交联对PEI／alginate多层膜释放的影响
4.3.7 热交联对PEI／alginate多层膜释放的影响
本章小结
REFERENCES
第四部分 全文主要结论及创新点
作者简介
致谢
发布时间: 2006-05-10
参考文献
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