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聚乳酸表面改性及生物相容性研究

张博

聚乳酸表面改性及生物相容性研究

张博1
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作者信息

  • 1. 郑州大学
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摘要

对于冠状动脉粥样硬化性心脏病来说,冠脉支架植入仍然是最有效的治疗方法之一。冠脉支架已发展到第四次革命生物可吸收血管支架,聚乳酸(PLA)基的生物可吸收血管支架成为时下研究的热点。理想PLA生物可吸收血管支架应该在重塑病变处血管通畅及功能后水解被人体吸收,但支架在治疗过程中仍面临着早期血栓形成及再狭窄等问题,并且依靠PLA本身的性质无法使问题得到解决。因此,对于与血管内皮细胞及血液直接接触的PLA表面,细胞相容性的提高及抗凝血功能性的定制就显得尤为重要。本文以表面改性的方法,采用光活化二氧化氯自由基氧化技术对PLA表面进行改性,并基于化学接枝的思路在PLA表面共价接枝生物大分子硫酸软骨素,考察了接枝硫酸软骨素的PLA表面的生物相容性,实现了PLA表面抗凝血和促内皮细胞粘附的功能定制。主要研究内容如下: 首先,通过光活化二氧化氯自由基氧化技术对PLA表面进行氧化,在验证其可行性的同时采用单因素实验得到最佳反应条件。结果表明:光活化二氧化氯自由基氧化技术可成功应用于PLA表面,最佳的氧化反应时间为10min,反应温度为90。氧化后PLA表面的O,C-O和C=O含量均得到了提高,同时,接触角均得到了降低,亲水性得到改善。尤其在最佳反应条件下,氧化后PLA表面的O,C-O和C=O含量达到34.03%,26.17%和17.28%,相比于PLA原样分别增加了10.74%,8.24%和5.19%,接触角变化到62.5°,相比于PLA原样降低了28.7%。 其次,利用氨基与羧基之间的缩合反应,通过中间体双氨基聚乙二醇,在富含羧基的PLA表面引入氨基,通过氨基将具有抗凝血及促细胞粘附能力的硫酸软骨素接枝到PLA表面。结果表明:氧化后PLA表面的羧基具有反应活性,可在EDC/NHS反应体系下与双氨基聚乙二醇(NH2-PEG-NH2)一端的氨基进行反应生成酰胺键,并进而通过另一端的氨基接枝硫酸软骨素(CS)。接枝CS的PLA表面的S达到1.07%,表面粗糙度得到提升,达到88.2nm,接触角降低至61°。相比于PLA原样,亲水性得到改善。 最后,对改性前后的PLA表面的生物相容性进行表征,包括再钙化全血凝固实验,血小板粘附实验及内皮细胞的体外培养实验。结果表明:相比于PLA原样,羧基化改性后的PLA表面细胞相容性得到了提高,但是血小板粘附数量同时得到提高,这不利于抗血栓形成。接枝CS的PLA表现出最优秀的抗凝血和抗血小板粘附及活化的能力,同时相比于PLA原样,细胞相容性得到了极大的提升,这一研究为解决PLA血管支架早期血栓形成及低细胞相容性提供了新的改性思路。

关键词

聚乳酸/表面改性/硫酸软骨素/抗凝血/细胞相容性

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授予学位

硕士

学科专业

工程力学

导师

王小峰

学位年度

2021

学位授予单位

郑州大学

语种

中文

中图分类号

TB
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