no催化性纳米涂层体外稳定性评价及生物功能研究(附件)
心血管疾病如冠心病严重威胁着人类的生命健康。目前血管支架植入是治疗冠心病的主要手段。但目前常用的药物洗脱支架表面涂层生物相容性较差，在植入后往往会引发严重的并发症，如血栓和再狭窄。通过表面改性提高血管支架的生物相容性被认为是降低术后并发症的有效手段。本论文构建出一种新型的具有NO催化活性的载铜离子的肝素/多聚赖氨酸纳米颗粒，并用于不锈钢材料表面改性，以提高材料表面的生物相容性。理化性质表征结果显示，铜离子可与多聚赖氨酸中的氨基发生合，构建的纳米颗粒可成功固定于多巴胺表面。根据铜离子掺入浓度不同，纳米颗粒在表面的固定密度也不同。生物相容性评价结果显示，不同工艺纳米颗粒修饰的表面均能够显著抑制血小板的粘附与激活。此外，在一定的颗粒密度范围内，修饰的表面具有选择性抑制凝血和促进内皮细胞生长的能力。关键词不锈钢，多聚赖氨酸，肝素，纳米颗粒，铜离子，生物相容性
目录
第一章 绪论 1
1.1. 生物医用材料的概述 1
1.2. 冠心病及血管支架介入治疗 2
1.3. 血管支架表面改性研究 4
1.4. 本论文的研究内容以及技术路线 8
第二章 材料学表征方法 10
2.1. 粒径电位分析 10
2.2. X射线光电子能谱 11
2.3. 扫描电镜 13
2.4. 甲苯胺蓝检测肝素释放 14
2.5. 原子吸收光谱检测铜离子释放 15
2.6. 化学发光法表征NO释放含量 16
第三章 表面生物相容性评价 18
3.1. 血液相容性的评价 18
3.2. 细胞相容性的评价 19
结论 23
致谢 24
参考文献 25
绪论
生物医用材料的概述
生物医用材料定义
生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换它受伤的组织、器官或增进这些功能的材料。经过研究可以让它进入人体后不会产生不适的反应，这种医用材料不是我们平时使用的药物，而是在生物和材料的结合中来治疗。
在不同的时间段，我们对于都有生物医用材料不同的理解。它的定义随着生命科学和材料科 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
学的不断发展而发展。然而，它们都有一些共同的特征。也就是说，生物医用材料是一种人工或天然材料，可以单独使用或与药物结合使用以制造用于治疗、增强或替换组织或器官的部件、装置，并且不会在有效期间引起急性或慢性宿主危害。然而，由于生命现象极其复杂，它是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果。生命有一定的能力来精确地调节生长、再生和恢复。这是目前所有人工器官和生物医学材料不可比的。因此，目前生物医用材料远未得到人们的真正期望和要求。
生物医用材料的分类
生物医学材料可分为骨骼肌系统修复材料，如骨、牙齿、关节和肌腱，以及软组织材料，如皮肤、乳腺、食道、呼吸道和膀胱、人工心脏瓣膜、血管、心血管导管和其他心血管导管。材料、血液净化膜和分离膜、气体选择性膜、角膜接触镜片及其他医用膜材料、组织粘合剂和缝合材料、药物释放载体材料、临床诊断和生物传感器材料、牙科材料等。
生物医用材料按按材料在生理环境中的生物化学反应水平分为惰性生物医用材料、活性生物医用材料、可降解和吸收的生物医用材料。
应用与发展前景
到目前为止 ,已经有一千多种材料在生物方面被研究，其中有数十种已经能够在医学上使用，这其中包含着材料的各个领域。如今生物材料的发展必须要有安全性以及可靠度改善性，更主要的是让它拥有生物结构和功能。现如今社会，人口老龄化加剧以及人们对于长寿的欲望，使得生物医用材料的需求大大提升。在现在生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下能够得到组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料。
想要研究生物医用材料就必须拥有清楚的应用目标，在不同的目标之下，所使用的制造工艺就会有所不同，材料的结构性质也会不同，所以说，生物医用材料的科学工程和其使用的材料是紧密联系的，在材料的选择方面也有医用金属、医用高分子、医用复合材料等等的选择。结合南开大学俞耀庭教授的观点和2004年中国新材料发展报告，可以将目前国际上生物医用材料学科的最新进展和发展趋势概括如下：
组织工程材料面临重大突破
生物应用纳米材料初见端倪
活性生物医用材料还待发展
生物医用金属材料开发势在必行
材料表面改性的新方法和新技术还应探索表面改性研究
介入治疗材料研究异军突起
血液净化材料
复合生物医用材料仍是开发重点
口腔材料仍在发展
在评价生物相容性的标准上在不断提升
冠心病及血管支架介入治疗
冠心病
心血管疾病在全球来说每一年的死亡人数的比例约占其中百分之三十五[1]，这其中有百分之八十是出于发展中国家。心血管疾病造成的死亡人数在持续的上涨，在如今已成为全世界最多见的死亡病症，给人类健康与生命安全造成了极大的威胁[2] 。其中以冠心病史最为常见的，而造成冠心病的主要原因就是动脉粥样硬化[3]。动脉粥样硬化指的是一种在动脉血管内产生粥样斑块的慢性炎症类疾病，主要表现为炎症渗透、脂质堆积、细胞死亡及纤维化[4]。介入治疗是我们在临床上进行动脉粥样硬化治疗的一种主要手段，使用之后可以使得狭窄血管中血液正常流通。作为介入治疗中重要的医疗植入器械的金属支架已经可以广泛地应用[5]。但是，临床中常用的裸金属支架(BMS)和药物洗脱支架((DES)，在长期使用中往往会引发一系列的并发症，包括血栓、支架内再狭窄、炎症反应等等，金属支架在使用中的长期安全性问题逐渐受到关注[6]。因此，研究金属支架使其能够克服这些并发症，是具有重大的医学价值和临床实际意义。
药物洗脱支架
在动物和临床前试验中有多种药物洗脱支架。只列出雷帕霉素洗脱支架和紫杉醇洗脱支架。Cyper支架以148 μg/cm2的剂量装入雷帕霉素，雷帕霉素释放28天。雷帕霉素是一种天然生成的大环内酯类抗生素，具有较强的抗细胞增殖和免疫抑制作用，是血管平滑肌有丝分裂的G1期的主要作用，在静止期G0停止有丝分裂。紫杉醇作用于有丝分裂g2m期的血管平滑肌细胞，抑制血管平滑肌细胞的增殖。
支架再狭窄仍是支架临床应用的主要局限。许多药物用于制备治疗支架内再狭窄的DLS[7]，以防止狭窄的复发，并确保临床应用的持续成功。
目录
第一章 绪论 1
1.1. 生物医用材料的概述 1
1.2. 冠心病及血管支架介入治疗 2
1.3. 血管支架表面改性研究 4
1.4. 本论文的研究内容以及技术路线 8
第二章 材料学表征方法 10
2.1. 粒径电位分析 10
2.2. X射线光电子能谱 11
2.3. 扫描电镜 13
2.4. 甲苯胺蓝检测肝素释放 14
2.5. 原子吸收光谱检测铜离子释放 15
2.6. 化学发光法表征NO释放含量 16
第三章 表面生物相容性评价 18
3.1. 血液相容性的评价 18
3.2. 细胞相容性的评价 19
结论 23
致谢 24
参考文献 25
绪论
生物医用材料的概述
生物医用材料定义
生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换它受伤的组织、器官或增进这些功能的材料。经过研究可以让它进入人体后不会产生不适的反应，这种医用材料不是我们平时使用的药物，而是在生物和材料的结合中来治疗。
在不同的时间段，我们对于都有生物医用材料不同的理解。它的定义随着生命科学和材料科 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
学的不断发展而发展。然而，它们都有一些共同的特征。也就是说，生物医用材料是一种人工或天然材料，可以单独使用或与药物结合使用以制造用于治疗、增强或替换组织或器官的部件、装置，并且不会在有效期间引起急性或慢性宿主危害。然而，由于生命现象极其复杂，它是在几百万年的进化过程中适应生存需要的结果。生命有一定的能力来精确地调节生长、再生和恢复。这是目前所有人工器官和生物医学材料不可比的。因此，目前生物医用材料远未得到人们的真正期望和要求。
生物医用材料的分类
生物医学材料可分为骨骼肌系统修复材料，如骨、牙齿、关节和肌腱，以及软组织材料，如皮肤、乳腺、食道、呼吸道和膀胱、人工心脏瓣膜、血管、心血管导管和其他心血管导管。材料、血液净化膜和分离膜、气体选择性膜、角膜接触镜片及其他医用膜材料、组织粘合剂和缝合材料、药物释放载体材料、临床诊断和生物传感器材料、牙科材料等。
生物医用材料按按材料在生理环境中的生物化学反应水平分为惰性生物医用材料、活性生物医用材料、可降解和吸收的生物医用材料。
应用与发展前景
到目前为止 ,已经有一千多种材料在生物方面被研究，其中有数十种已经能够在医学上使用，这其中包含着材料的各个领域。如今生物材料的发展必须要有安全性以及可靠度改善性，更主要的是让它拥有生物结构和功能。现如今社会，人口老龄化加剧以及人们对于长寿的欲望，使得生物医用材料的需求大大提升。在现在生物医用材料研究的重点是在保证安全性的前提下能够得到组织相容性更好、可降解、耐腐蚀、持久、多用途的生物医用材料。
想要研究生物医用材料就必须拥有清楚的应用目标，在不同的目标之下，所使用的制造工艺就会有所不同，材料的结构性质也会不同，所以说，生物医用材料的科学工程和其使用的材料是紧密联系的，在材料的选择方面也有医用金属、医用高分子、医用复合材料等等的选择。结合南开大学俞耀庭教授的观点和2004年中国新材料发展报告，可以将目前国际上生物医用材料学科的最新进展和发展趋势概括如下：
组织工程材料面临重大突破
生物应用纳米材料初见端倪
活性生物医用材料还待发展
生物医用金属材料开发势在必行
材料表面改性的新方法和新技术还应探索表面改性研究
介入治疗材料研究异军突起
血液净化材料
复合生物医用材料仍是开发重点
口腔材料仍在发展
在评价生物相容性的标准上在不断提升
冠心病及血管支架介入治疗
冠心病
心血管疾病在全球来说每一年的死亡人数的比例约占其中百分之三十五[1]，这其中有百分之八十是出于发展中国家。心血管疾病造成的死亡人数在持续的上涨，在如今已成为全世界最多见的死亡病症，给人类健康与生命安全造成了极大的威胁[2] 。其中以冠心病史最为常见的，而造成冠心病的主要原因就是动脉粥样硬化[3]。动脉粥样硬化指的是一种在动脉血管内产生粥样斑块的慢性炎症类疾病，主要表现为炎症渗透、脂质堆积、细胞死亡及纤维化[4]。介入治疗是我们在临床上进行动脉粥样硬化治疗的一种主要手段，使用之后可以使得狭窄血管中血液正常流通。作为介入治疗中重要的医疗植入器械的金属支架已经可以广泛地应用[5]。但是，临床中常用的裸金属支架(BMS)和药物洗脱支架((DES)，在长期使用中往往会引发一系列的并发症，包括血栓、支架内再狭窄、炎症反应等等，金属支架在使用中的长期安全性问题逐渐受到关注[6]。因此，研究金属支架使其能够克服这些并发症，是具有重大的医学价值和临床实际意义。
药物洗脱支架
在动物和临床前试验中有多种药物洗脱支架。只列出雷帕霉素洗脱支架和紫杉醇洗脱支架。Cyper支架以148 μg/cm2的剂量装入雷帕霉素，雷帕霉素释放28天。雷帕霉素是一种天然生成的大环内酯类抗生素，具有较强的抗细胞增殖和免疫抑制作用，是血管平滑肌有丝分裂的G1期的主要作用，在静止期G0停止有丝分裂。紫杉醇作用于有丝分裂g2m期的血管平滑肌细胞，抑制血管平滑肌细胞的增殖。
支架再狭窄仍是支架临床应用的主要局限。许多药物用于制备治疗支架内再狭窄的DLS[7]，以防止狭窄的复发，并确保临床应用的持续成功。
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