血管疾病发病率不断增高,而血管移植手术仍是临床治疗这类疾病的最常用手段之一。目前临床上常用的人工血管有Dacron和e-PTFE等,但是由于它们具有顺应性差,血管表面内膜过度增生,易形成血栓等缺点。因此,在小口径血管(<6mm)移植时,长期通畅率低,已成为血管外科领域有待解决的难题。近年来,血管组织工程学方面的研究为解决上述难题提供了新的途径。组织工程中使用的支架材料是支持、修复原生组织的生物学和力学性能,它可以作为移植细胞的一种载体,为内源性细胞提供组织形成的结构支撑。支架材料包括合成材料、天然材料、或两者的组合材料等。理想的支架材料除了具有良好的生物相容性和无毒性外,还能诱导新生组织的生长方向,提供适当的空间环境,恢复组织的结构和功能,引入生物活性因子等。随着脱细胞技术的不断成熟,脱细胞支架材料作为组织工程学的构建基础,具有合成材料无法比拟的优势和潜力。因此,脱细胞支架作为一种理想的组织工程支架材料,得到了越来越多的重视和应用。而普通的脱细胞支架材料植入受体后会引起体内发生免疫反应,诱发血栓的形成,所以目前人们开始对脱细胞支架进行表面改性,以期改善其血液相容性、降低其毒性、减少受体对异体组织材料的免疫排斥和血小板粘附。聚氨酯(Polyurethane,简称PU)作为一种嵌段共聚物,具有良好的强度和弹性以及较好的顺应性,它的微相分离结构使其自身具有良好的血液相容性,并能通过分子结构的设计调整其物理化学性质,来满足特定的要求。因此,聚氨酯是目前被研究最广的抗凝血生物医用高分子材料之一。但作为血液接触材料,其血液相容性还不够理想,仍然会形成血栓等类似的不良生物反应,因此,对其进行改性获得更加优良生物相容性的聚氨酯材料是非常必要和有意义的。心磷脂(Cardiolipin,CL)是构成心肌的重要化合物,具有比磷酸或多聚磷酸更为优异的血液相容性和细胞相容性,同时心磷脂具有的两个磷酸根可以分别和不同的氨基等活性基团反应,从而使聚氨酯改性材料具有更佳的化学稳定性。因此,心磷脂可以广泛地应用于生物医用材料的表面改性,提高生物医用高分子材料的生物相容性。本文利用心磷脂良好的血液相容性和细胞相容性,将其与MDI(二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯)、PTMG(聚四氢呋喃二醇)和DMPA(二羟基甲基丙酸)合成的聚氨酯预聚物发生化学反应制备PU-CL纳米微粒。将合成的PU-CL NPS用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、粒径分析(LDS)、核磁共振(NMR)、X射线能谱分析(EDS)、溶血试验、复钙实验、体外凝血时间试验和细胞毒性实验等不同的实验手段对其进行结构表征以及血液相容性和细胞相容性的研究。实验结果表明,PU-CL纳米微粒具有良好的血液相容性和细胞相容性。本文还将制备的PU-CL纳米微粒与PU分子分散于乙醇中,通过共沉降法对聚氨酯表面进行修饰,从而得到PU-CL/PU纳米复合材料。本文将制备的PU-CL/PU纳米复合材料以扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、拉伸性能测试、静态接触角、X-射线光电子能谱(XPS)等手段对其进行形貌和结构表征,然后以溶血试验、复钙实验、体外凝血时间试验、动态凝血、红细胞形貌实验、血小板粘附实验、细胞毒性实验和内皮祖细胞黏附生长实验等手段对PU-CL/PU纳米复合材料的血液相容性和细胞相容性进行了研究。实验结果表明,通过PU-CL纳米微粒对聚氨酯进行表面修饰,在不影响材料的结构和使用性能的同时,提高了聚氨酯的血液相容性和细胞相容性,从而获得了具有良好抗凝血性能的聚氨酯纳米复合材料。最后,本文将PU涂覆于自制的脱细胞支架表面,再以共沉降法使PU-CL纳米微粒修饰到PU/脱细胞支架表面,从而制备PU-CL/PU膜/脱细胞支架人工血管补片。然后将上述血管补片进行动物体内移植实验。B超实验结果表明,在不使用任何抗凝血药物的情况下,血液在血管补片植入部位流动通畅。手术30天后,取出植入动物体内的血管补片进行免疫组化染色切片观察,结果显示,血管补片表面已经形成了连续的内皮细胞层,说明在不使用任何促进细胞生长药物的情况下,PU-CL/PU膜/脱细胞支架血管补片的内皮化进程依然可以顺利完成。