材料表面不同改性结构对其血液相容性的影响

来源 :南京师范大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kaka3456
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聚氨酯作为一种医用高分子生物材料,具有许多优异的特性,主要表现为良好的抗凝血性、组织相容性、耐磨性和弹性等。但实际应用中,仍需提高聚氨酯的血液相容性,减少材料表面血栓形成,这是聚氨酯研究的一个很重要的方面。由于生物材料与生物组织直接接触的是材料表面,因此对材料的表面进行修饰,是提高聚氨酯的血液相容性的最直接有效的方法。材料表面的拓扑结构、亲疏水性、电荷类型、生物活性分子均会影响材料与生物体之间的相互作用,本论文主要研究了聚氨酯材料表面不同电荷类型、电荷密度、接枝链长对其血液相容性的影响。基于ATRP的“可控活性聚合”优点,本文利用SI-ATRP法在聚氨酯表面接枝两性离子单体(甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯,DMAPS)、阴离子单体(甲基丙烯酸-3-磺酸丙酯钾盐,SPM)、阳离子单体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,DMC),并研究不同接枝密度与接枝链长对改性后材料的血液相容性影响。材料改性分为三个步骤:1)利用4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯活化聚氨酯表面,生成活性-NCO基团;2)-NCO与2-溴乙醇中-OH具有较强的结合能力,以三乙胺为催化剂,在聚氨酯表面引入含溴引发剂;3)CuBr、2,2-联吡啶为催化体系,在聚氨酯表面分别接枝不同电荷类型的聚合物链。通过SI-ATRP法,接枝聚合物的密度和厚度可以调节材料表面引发剂的密度和反应条件来控制。采用红外光谱、X-射线光电子能谱仪、水接触角仪对改性后的材料结构进行表征;用BCA蛋白吸附法测试了牛血清蛋白在材料表面的吸附情况,结果表明:相比于未改性聚氨酯,随着表面接枝密度和链长的增大,PDMAPS、PSPM改性材料的蛋白吸附量逐渐降低,PDMC改性材料的蛋白吸附量逐渐增大;溶血率实验表明:PDMAPS、PSPM改性后的聚氨酯材料溶血率远远低于国际标准5%的要求,PDMC改性后的材料溶血率接近5%;细胞毒性实验与溶血率实验相互验证:PDMAPS、PSPM改性聚氨酯的细胞毒性均处在0级和1级,符合应用标准,PDMC改性材料随着密度和链长增大,毒性达到2级和3级,不符合标准;血小板黏附和细胞黏附实验表明:PDMAPS、PSPM改性后的聚氨酯材料抗血小板和抗细胞黏附性能较好,PDMC改性材料抗血小板黏附性能较差。
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