材料表面固定硫酸软骨素壳聚糖纳米颗粒以改善生物相容性的研究
药物洗脱支架介入术是目前治疗冠心病的主要手段。然而，由于抗增生药物引起的内皮损伤愈合延迟，以及材料表面生物相容性不足，晚期再狭窄和支架内血栓依然是其植入后面临的主要问题。通过表面改性，提高材料的抗凝血性能，同时促进表面内皮组织再生被认为是降低术后并发症的有效手段。本论文利用硫酸软骨素与壳聚糖间的静电交互作用，构建出硫酸软骨素/壳聚糖纳米颗粒，用于不锈钢材料表面改性。通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角测量仪、傅里叶红外变换光谱分析（FTIR）和甲苯胺蓝检测对改性后的不锈钢表面进行理化性质表征。通过血小板粘附实验对表面血液相容性进行评价，通过内皮细胞粘附实验对表面内皮细胞的形态及增殖活性进行评价。研究结果显示，硫酸软骨素/壳聚糖纳米颗粒成功附着在不锈钢样品表面，且纳米颗粒改性表面具有选择性抑制血小板粘附和激活，促进内皮细胞再生的效果。关键词 硫酸软骨素，壳聚糖，血小板，内皮细胞，纳米颗粒
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 医用金属的材料表面改性 3
1.3 血管支架表面纳米涂层改性研究 5
1.4本论文的研究内容及技术路线 8
第2章 纳米涂层的制备及材料学表征 9
2.1 试剂及仪器 9
2.2 纳米颗粒的制备 10
2.3 材料学表征 12
2.4 水接触角检测 13
2.5 扫描电子显微镜 14
2.6 傅里叶变换红外光谱 15
2.7甲苯胺蓝法定量检测硫酸软骨素 16
第3章 材料表面的生物相容性评价 18
3.1 血液相容性评价 18
3.2 细胞相容性评价 20
结论 23
致谢 24
参考文献 25
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 心血管疾病
由于生活水平的进步，工作压力的越来越大，越来越多人的饮食不规律，各种垃圾食品和方便食品成为了一些工薪阶层的主要饮食，并且由于工作的原因，许多人安排不出时间来进行一系列的运动锻炼，这使得心血管疾病的患病几率大大增加。当今，因心血管疾病的而死亡的人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
数居高不下，对于人们的健康的威胁十分巨大，人们应该要相当的重视这个情况。《中国心血管病2015》报告指出，2014年中国死亡率较高的疾病有肿瘤、癌症、各种传染病、糖尿病和心血管疾病。其中，心血管疾病的死亡率最高，甚至可以称其为中国健康“第一杀手”亦不为过。并且由于农村的信息水平、教育水平及医疗水平不如城市，对于心血管疾病的了解和治疗比较落后，从2009年起，农村因心血管疾病而死的病例远远超过城市水平；在我国每5例死亡病例中，就有2例心血管病[1]。
心血管疾病主要指的是因为大脑或心脏等身体中的重要组织大量出血或缺少血液的供给而引发的疾病，诱因有高血脂、高血压、糖尿病、冠心病、血液中红细胞数量太多致使血液粘稠等。其中，由动脉粥样硬化导致冠状动脉阻塞而引发心脏病（简称冠心病）在心血管疾病中最为常见。先在受累冠状动脉内膜中，脂质和复合糖类物质进行聚集，其中脂质外观表现为黄色的斑块，所以称为动脉粥样硬化。当发生动脉粥样硬化时，冠状动脉开始发生狭窄，慢慢的血管弹性失去，而后开始有各种物质沉积，使血管进一步狭窄，同时血管也开始变硬，开始钙化。当血管壁的厚度达到一定程度时，就会形成血栓，发生堵塞现象，导致人体心肌组织缺乏血液和氧气的供给，从而诱发心脏病。
现今，对于冠心病有2种治疗方式：
一是是冠脉搭桥。冠脉搭桥一般用于心肌阻塞较为严重的病人，从病人体内取一根血管，绕过阻塞部位连接冠状动脉，使血液恢复流通，由于是病人自身的血液，所以不会发生免疫反应。然而，此手术危险系数很高，因为需要开胸，是大创手术，同时人体内可以用于移植的血管十分有限，此手术的费用不低，像一些没有经济能力的病人只能用药物来延缓病情，并且此手术术后恢复缓慢。
二是微创介入治疗。此方法使用一种特制的导管，这种导管带有一个可通过充气扩大的气囊，然后将这个导管从皮外穿刺进入动脉，通过外周动脉（股动脉或桡动脉）慢慢深入来到冠脉狭窄或血栓处，将其固定，然后根据病人的阻塞程度选择合适的气压打开气囊来使狭窄的管腔扩大，恢复血液的流通，并在已扩开的管腔狭窄处放置支架，预防再狭窄。相较于冠脉搭桥，这种方法危险系数小，费用低容易被人们接受，且术后恢复快，是现今血栓和血管阻塞的主要治疗方法。
由于血管支架是生物医用材料，在临床治疗中，生物医用材料植入人体后人体的各种体液像血液、组织液等会与之发生接触，所以要对其进行生物相容性评价。生物相容性评价主要包括血液相容性评价和组织相容性评价两大方面，对于放置在血管内的介入支架器械而言，血液相容性评价是评价这种器械是否安全的重要指标。血液相容性是用来表示生物材料植入后与血液接触时对血液的破坏程度，好的血液相容性是指不引起血栓的形成，对红细胞和血小板影响很小，使其能正常维持生理状态，防止血液凝固，不引起有害的免疫反应。最早的裸金属不锈钢心脏支架在植入人体后36个月后有20%30%的几率发生再狭窄。所以，对于血管支架材料进行表面改性，研制出一种新型药物支架，是使血管支架更好的为人体服务的首要方向。
1.1.2 药物洗脱支架
现如今，在血管支架介入治疗是心血管疾病主流治疗手段的时候，通过增加药物来防止支架的内膜增生，延缓再狭窄。所以，药物洗脱支架是目前的主流研究方向。药物洗脱支架（DES）是指通过将一些可以抑制内膜增生的药物放置与单纯的裸金属支架上，这些药物会慢慢的在血管中降解释放，发挥其功能作用，来防止支架内再狭窄的药物支架。然而，药物洗脱支架的寿命并不是很长，会出现支架表面药物释放完之后，架体会释放有毒的金属离子发生炎症反应，并且血管支架与天然血管的机械性能和顺应性不匹配，会使血管形成血栓和发生再狭窄。所以，现今的研究重点是为了减少甚至消除架体与人体的排异反应，所以需要对架体表面的材料进行表面改性。
1.2 医用金属的材料表面改性
由于裸金属架体植入人体血管内后，血管内的血小板发生激活和粘附，血液会变得粘稠，同时血管壁内层细胞开始增殖导致血管壁变厚，形成血栓阻塞血管或发生再狭窄。而金属支架的表面改性就是为了能够有效的预防这种情况的出现。如今国内外学者公认的金属表面改性的方法主要分为三类，依次是物理化学法表面改性、形态学法表面改性、生物化学法表面改性。
1.2.1 物理化学法表面改性
现今，物理化学法表面改性是生物医学领域中应用最多的医用金属材料表面改性技术。物理化学法的表面改性通常是通过热喷涂、离子注入、喷砂和电化学等方法来完成的。
（1）热喷涂：热喷涂是指把要用于涂覆在金属表面的涂层加热熔化，在高速气流的作用下，使其变成粉末状的金属颗粒，并对其施加一个极高的速度，将其喷在基体材料表面，形成涂层，以此来获得一些比较有用的功能特性，如耐磨性、耐腐蚀性、抗高温、防氧化等。热喷涂通常是通过电弧喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂、爆炸喷涂等喷涂方法来进行的。
目 录
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 医用金属的材料表面改性 3
1.3 血管支架表面纳米涂层改性研究 5
1.4本论文的研究内容及技术路线 8
第2章 纳米涂层的制备及材料学表征 9
2.1 试剂及仪器 9
2.2 纳米颗粒的制备 10
2.3 材料学表征 12
2.4 水接触角检测 13
2.5 扫描电子显微镜 14
2.6 傅里叶变换红外光谱 15
2.7甲苯胺蓝法定量检测硫酸软骨素 16
第3章 材料表面的生物相容性评价 18
3.1 血液相容性评价 18
3.2 细胞相容性评价 20
结论 23
致谢 24
参考文献 25
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 心血管疾病
由于生活水平的进步，工作压力的越来越大，越来越多人的饮食不规律，各种垃圾食品和方便食品成为了一些工薪阶层的主要饮食，并且由于工作的原因，许多人安排不出时间来进行一系列的运动锻炼，这使得心血管疾病的患病几率大大增加。当今，因心血管疾病的而死亡的人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
数居高不下，对于人们的健康的威胁十分巨大，人们应该要相当的重视这个情况。《中国心血管病2015》报告指出，2014年中国死亡率较高的疾病有肿瘤、癌症、各种传染病、糖尿病和心血管疾病。其中，心血管疾病的死亡率最高，甚至可以称其为中国健康“第一杀手”亦不为过。并且由于农村的信息水平、教育水平及医疗水平不如城市，对于心血管疾病的了解和治疗比较落后，从2009年起，农村因心血管疾病而死的病例远远超过城市水平；在我国每5例死亡病例中，就有2例心血管病[1]。
心血管疾病主要指的是因为大脑或心脏等身体中的重要组织大量出血或缺少血液的供给而引发的疾病，诱因有高血脂、高血压、糖尿病、冠心病、血液中红细胞数量太多致使血液粘稠等。其中，由动脉粥样硬化导致冠状动脉阻塞而引发心脏病（简称冠心病）在心血管疾病中最为常见。先在受累冠状动脉内膜中，脂质和复合糖类物质进行聚集，其中脂质外观表现为黄色的斑块，所以称为动脉粥样硬化。当发生动脉粥样硬化时，冠状动脉开始发生狭窄，慢慢的血管弹性失去，而后开始有各种物质沉积，使血管进一步狭窄，同时血管也开始变硬，开始钙化。当血管壁的厚度达到一定程度时，就会形成血栓，发生堵塞现象，导致人体心肌组织缺乏血液和氧气的供给，从而诱发心脏病。
现今，对于冠心病有2种治疗方式：
一是是冠脉搭桥。冠脉搭桥一般用于心肌阻塞较为严重的病人，从病人体内取一根血管，绕过阻塞部位连接冠状动脉，使血液恢复流通，由于是病人自身的血液，所以不会发生免疫反应。然而，此手术危险系数很高，因为需要开胸，是大创手术，同时人体内可以用于移植的血管十分有限，此手术的费用不低，像一些没有经济能力的病人只能用药物来延缓病情，并且此手术术后恢复缓慢。
二是微创介入治疗。此方法使用一种特制的导管，这种导管带有一个可通过充气扩大的气囊，然后将这个导管从皮外穿刺进入动脉，通过外周动脉（股动脉或桡动脉）慢慢深入来到冠脉狭窄或血栓处，将其固定，然后根据病人的阻塞程度选择合适的气压打开气囊来使狭窄的管腔扩大，恢复血液的流通，并在已扩开的管腔狭窄处放置支架，预防再狭窄。相较于冠脉搭桥，这种方法危险系数小，费用低容易被人们接受，且术后恢复快，是现今血栓和血管阻塞的主要治疗方法。
由于血管支架是生物医用材料，在临床治疗中，生物医用材料植入人体后人体的各种体液像血液、组织液等会与之发生接触，所以要对其进行生物相容性评价。生物相容性评价主要包括血液相容性评价和组织相容性评价两大方面，对于放置在血管内的介入支架器械而言，血液相容性评价是评价这种器械是否安全的重要指标。血液相容性是用来表示生物材料植入后与血液接触时对血液的破坏程度，好的血液相容性是指不引起血栓的形成，对红细胞和血小板影响很小，使其能正常维持生理状态，防止血液凝固，不引起有害的免疫反应。最早的裸金属不锈钢心脏支架在植入人体后36个月后有20%30%的几率发生再狭窄。所以，对于血管支架材料进行表面改性，研制出一种新型药物支架，是使血管支架更好的为人体服务的首要方向。
1.1.2 药物洗脱支架
现如今，在血管支架介入治疗是心血管疾病主流治疗手段的时候，通过增加药物来防止支架的内膜增生，延缓再狭窄。所以，药物洗脱支架是目前的主流研究方向。药物洗脱支架（DES）是指通过将一些可以抑制内膜增生的药物放置与单纯的裸金属支架上，这些药物会慢慢的在血管中降解释放，发挥其功能作用，来防止支架内再狭窄的药物支架。然而，药物洗脱支架的寿命并不是很长，会出现支架表面药物释放完之后，架体会释放有毒的金属离子发生炎症反应，并且血管支架与天然血管的机械性能和顺应性不匹配，会使血管形成血栓和发生再狭窄。所以，现今的研究重点是为了减少甚至消除架体与人体的排异反应，所以需要对架体表面的材料进行表面改性。
1.2 医用金属的材料表面改性
由于裸金属架体植入人体血管内后，血管内的血小板发生激活和粘附，血液会变得粘稠，同时血管壁内层细胞开始增殖导致血管壁变厚，形成血栓阻塞血管或发生再狭窄。而金属支架的表面改性就是为了能够有效的预防这种情况的出现。如今国内外学者公认的金属表面改性的方法主要分为三类，依次是物理化学法表面改性、形态学法表面改性、生物化学法表面改性。
1.2.1 物理化学法表面改性
现今，物理化学法表面改性是生物医学领域中应用最多的医用金属材料表面改性技术。物理化学法的表面改性通常是通过热喷涂、离子注入、喷砂和电化学等方法来完成的。
（1）热喷涂：热喷涂是指把要用于涂覆在金属表面的涂层加热熔化，在高速气流的作用下，使其变成粉末状的金属颗粒，并对其施加一个极高的速度，将其喷在基体材料表面，形成涂层，以此来获得一些比较有用的功能特性，如耐磨性、耐腐蚀性、抗高温、防氧化等。热喷涂通常是通过电弧喷涂、等离子喷涂、火焰喷涂、爆炸喷涂等喷涂方法来进行的。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/244.html
