血栓和再狭窄是心血管疾病术后面临的两大主要问题。其主要原因是心血管植入材料表面的内皮化不完全或内皮化延迟而导致的凝血或平滑肌增生。植入体材料表面的原位快速内皮化是解决术后血栓和再狭窄的根本途径。本论文针对心血管植入材料表面原位快速内皮化问题,采用层层静电自组装技术,设计了两种不同类型的天然聚电解质多层膜涂层对植入材料进行表面修饰,以期实现材料表面的高内皮细胞选择性粘附和快速内皮化。1.细胞惰性多层膜及其功能化构建内皮细胞选择性粘附界面研究—研究首先利用多层膜的生物大分子固定作用,采用具有抗凝血性的天然聚多糖肝素作为聚阴离子,细胞相容性良好但致凝血性的天然聚多糖壳聚糖作为聚阳离子,在医用聚酯材料PET表面进行层层静电自组装。依据肝素的可扩散性及聚多糖聚电解质多层膜高亲水性特点,构建得到了协同抗凝血及阻抗非特异性细胞粘附的肝素/壳聚糖多层膜涂层。石英晶体微天平(QCM-D)及椭偏仪测试表明了肝素和壳聚糖交替组装到基材表面。对QCM-D和椭偏仪所获得的数据进行分析可以得出,所获得的肝素/壳聚糖多层膜为溶胀的类水凝胶性质的薄膜涂层。QCM-D和紫外光谱结果表明该多层膜涂层在生理缓冲溶液PBS中具有较良好的稳定性。体外血液相容性评价和人血管内皮细胞/平滑肌细胞培养结果表明,该多层膜涂层具有良好的抗凝血和阻抗非特异性细胞粘附的特点。化学交联前后的肝素/壳聚糖多层膜的QCM-D分析和细胞培养结果表明,肝素/壳聚糖多层膜的类水凝胶状溶胀的特点是导致该涂层具有阻抗非特异性细胞粘附性质的主要原因。研究随后通过静电组装在阻抗非特异性细胞粘附的肝素/壳聚糖多层膜表面分别进行血管内皮细胞特异性的REDV短肽和抗CD34抗体分子的固定。体外血管内皮细胞和平滑肌细胞的培养结果表明:REDV短肽功能化和抗CD34抗体功能化的肝素/壳聚糖多层膜都能够获得特异选择性的内皮细胞粘附功能。通过在阻抗非特异性细胞粘附的肝素/壳聚糖多层膜表面修饰内皮细胞特异性的粘附分子可以实现内皮细胞的特异选择性粘附功能。2.细胞活性多层膜及其功能化促进快速内皮化的研究—研究利用抗凝血性的肝素作为聚阴离子,细胞相容性良好但致凝血性的天然细胞外基质组分胶原蛋白作为聚阳离子,在316L医用不锈钢表面进行层层静电自组装。依据肝素的可扩散性和天然生物大分子本身的生物学性质特点,构建得到了协同抗凝血及高内皮细胞相容性的肝素/胶原多层膜涂层。激光共聚焦显微镜和扫描电镜结果表明肝素/胶原多层膜能够实现对不锈钢支架进行表面修饰,获得良好的多层膜涂层支架。体外血液相容性评价和内皮细胞培养结果表明,该多层膜涂层具有良好的抗凝血和高内皮细胞相容性的特点。研究随后通过戊二醛对肝素/胶原多层膜进行化学交联并在其表面固定血管内皮细胞特异性的抗CD34抗体。QCM-D,椭偏仪及酶联免疫吸附测定结果表明了抗CD34抗体在肝素/胶原多层膜表面的成功固定。椭偏仪和QCM-D的结果还表明了化学交联及抗体固定后的多层膜具有比原多层膜更好的静态及流动态的稳定性。体外血管内皮细胞/平滑肌细胞培养结果表明,肝素/胶原多层膜不仅促进内皮细胞的粘附增殖,同样也促进平滑肌细胞的粘附增殖。即单纯的胶原/肝素多层膜不能实现对内皮细胞的选择性诱导。而抗CD34抗体功能化的肝素/胶原多层膜则能获得特异性的内皮细胞快速粘附和快速内皮化。体外内皮细胞活力及NO分泌测定结果表明抗CD34抗体修饰的肝素/胶原多层膜表面的内皮细胞具有很高的细胞活性并且能够很好地保持内皮细胞功能。荧光显微镜照片显示了该抗体功能化多层膜能够对不锈钢支架进行表面修饰。动物体内实验结果表明,抗CD34抗体功能化肝素/胶原多层膜修饰的支架能明显加速血管内皮细胞在支架表面的富集,从而实现快速内皮化。与裸支架及单纯肝素/胶原多层膜修饰支架相比,抗CD34抗体功能化肝素/胶原多层膜修饰的支架能显著减少新生内膜的形成。这种内皮细胞选择性诱导的多层膜涂层支架可能成为通过快速内皮化解决支架术后再狭窄和远期血栓的有效途径。