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聚丙烯补片是目前临床上最常用的腹壁缺损修补材料,它具有优良的力学性能、无免疫源性、高度的生物惰性、并且无生物毒性等优点。但是聚丙烯补片对机体具有较强的炎性刺激,往往导致补片与脏器发生严重的粘连,并带来一系列的并发症,例如慢性疼痛、小肠梗阻、肠瘘、不孕不育等。由于聚丙烯的化学性质十分惰性,希望通过物理、化学的方式对其进行有效地改性,从而达到防止腹腔粘连的目的,也成为了一个极大的挑战。近年来受到海洋贻贝粘附的启发,人们在贻贝的足丝中发现了赋予贻贝超强粘附性能的蛋白——贻贝粘附蛋白,受此启发它的衍生物多巴胺受到了愈来愈多的关注。特别是在材料的表面改性以及聚合物的改性方面,多巴胺都得到了广泛的应用。而多巴胺改性后的材料不但没有生物毒性,反而具有极高的生物相容性。因此,基于多巴胺的材料改性技术在生物医学领域的应用前景十分广阔。虽然,经多巴胺修饰或改性的材料报道得十分广泛,但是并没有关于利用多巴胺修饰聚丙烯补片材料并应用于防治腹壁重建术后粘连的报道。本论文充分发挥了多巴胺的粘附特性,并以此为平台,成功构建了不同的防粘连聚丙烯补片,从而优化粘连防治的效果和满足不同条件下粘连防治的需求,并系统地研究了不同防粘连补片的理化性质与功能。本论文的主要内容包括:(1)利用多巴胺在弱碱性溶液中氧化自聚的特性,使其在惰性的医用聚丙烯补片表面形成一个稳定的聚多巴胺层结构,再通过与壳聚糖的–NH2进行Michael加成反应或是Schiff’s Base反应,实现将壳聚糖以共价接枝的方式修饰到惰性的聚丙烯表面,构建基于多巴胺自聚沉积的壳聚糖功能化防粘连聚丙烯补片。随后利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X-射线光电子能谱仪(XPS)等仪器对制备的补片进行理化性质的表征。结果表明多巴胺可以有效地介导壳聚糖稳定地接枝到惰性的聚丙烯表面。体外细胞实验的结果表明制备的补片具有良好的生物相容性和抗细胞粘附性。最后通过大鼠腹壁缺损模型对补片在动物体内的防粘连功能进行了评价。结果表明,通过多巴胺介导的壳聚糖功能化聚丙烯防粘连补片具有良好的防粘连特性和组织相容性。(2)为了克服壳聚糖在应用中的缺陷,获得更好的粘连防治效果,我们模仿了贻贝足丝蛋白-5(mefp-5)的结构,利用自由基聚合的方法,将合成的多巴胺甲基丙烯酰胺与聚(乙二醇)甲基丙烯酸单体在聚丙烯表面直接聚合,在聚丙烯表面形成稳定的含PEG的梳状防粘连聚合物层(PEDMA)。通过物理和化学表征表明,由于PEDMA中儿茶酚基团的存在,PEDMA层有别于普通物理涂层,它可以高效稳定地存在于聚丙烯表面。细胞实验表明,由于PEDMA中乙二醇单元的存在,该层可以有效地减少细胞粘附和生物蛋白的非特异性表面吸附。同时,动物体内防粘连试验也证明经修饰后的补片(OPP-g-PEDMA2)具有良好的防粘连性能。(3)在临床上,腹壁缺损修复是一个十分复杂的过程,为了满足腹壁缺损修复过程中粘连防治的复杂性和多样性,提升防粘连材料的通用性。本文利用多巴胺构建了多巴胺功能化的自固定、可降解水凝胶/聚丙烯组合式防粘连补片。水凝胶的前体为两种水溶液。通过物理和化学表征表明,多巴胺可以有效地接枝到其中一种凝胶前体(氧化羧甲基纤维素)上,并与另一种凝胶前体(羧甲基壳聚糖)通过直接注射混合,并在没有任何交联剂的条件下,在补片表面原位迅速形成凝胶,隔离补片与脏器的直接接触,达到预防粘连发生的目的。因此,该凝胶可以广泛的用于不同复杂手术情况的术后粘连防治。通过“lap-shear”试验表明,该凝胶具有良好的组织固定性能。细胞实验表明,该凝胶具有良好的生物相容性。动物体内实验表明,该凝胶能够在14天时间内完全降解。同时,动物体内腹壁缺损修复试验同样表明,该凝胶具有优异的防粘连特性和组织相容性。(4)为了验证补片在腹腔镜介入术中应用的可行性和粘连防治的有效性,以及最大程度地减少动物种属间的差异性,本文选择了与人亲缘性更加接近的实验用巴马香猪为模型,探究了利用腹腔镜技术植入防粘连补片的可行性,以及补片在较长时间(10个月)植入大型动物体内后的防粘连情况。研究结果表明,制备的防粘连补片能够顺利地利用腹腔镜经腹腹膜下对腹壁缺损进行修补。补片植入腹膜下较长时间后,脏器与补片没有发生粘连,且与腹壁整合良好。通过对植入部位免疫组化的分析发现,防粘连补片对周围组织具有较小的免疫刺激,同时有效地降低了胶原在补片上的沉积,从而在根本上抑制了腹腔粘连的发生。