钛表面共固定层粘连蛋白和肝素构建抗凝促内皮双功能化表面的研究(附件)
内膜增生和血栓的形成依然是制约冠脉支架临床应用的主要问题。通过表面生物功能改性，提高表面的血液相容性，同时加速表面内皮再生是当前研究的主要手段。本论文利用肝素与层粘连蛋白之间的特异性结合作用，以及层粘连蛋白能与多巴胺表面发生西夫碱反应的特性，在多巴胺涂覆的Ti表面共固定肝素/层粘连蛋白复合物。本研究通过傅里叶红外变换光谱分析（FTIR）、阿辛蓝染色、水接触角分析和生物分子定量的方法对改性后的钛表面进行理化性质的表征。通过体外血小板粘附实验对表面血液相容性进行评价，通过体外内皮细胞种植实验对表面内皮细胞生长及增殖活性进行评价。研究结果显示，肝素/层粘连蛋白复合物成功固定至Ti表面，且肝素/纤连蛋白修饰的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 抗凝 促内皮 抗凝 生物相容性 肝素 层粘连蛋白目 录
第1章 绪论 1
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗 1
1.2 生物医用金属材料表面改性方法 2
1.3 多巴胺、肝素和层粘连蛋白在心血管领域的应用 2
1.4 生物医用材料表面构建抗凝∕促内皮化表面的研究 5
1.5 本课题的研究目的、内容和技术路线 6
第2章 肝素/层粘连蛋白功能层的构建及表征 8
2.1实验试剂及设备 8
2.2实验方法 9
2.3肝素/层粘连蛋白混合物的制备方法及在多巴胺涂层上的固定 9
2.4 肝素/层粘连蛋白固定后表面理化性质表征 10
2.5表面形貌 13
第3章 肝素和层粘连蛋白表面生物相容性评价 14
3 .1血小板粘附实验 14
3 .2内皮细胞体外培养实验 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
第1章 绪论
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗
心血管疾病每年造成全球死亡人数的比例大约占据百分之三十，而在发展中国家，约占百分之八十[1]。在我国，由于经济水平发展，人民生活水平提高生活方式的改变，生活压力的增大，以及人口迅速老龄化，心血管疾病的发病率和死亡率迅速上升，成为全球上升较快的国家，超过许 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 致谢 19
参考文献 20
第1章 绪论
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗
心血管疾病每年造成全球死亡人数的比例大约占据百分之三十，而在发展中国家，约占百分之八十[1]。在我国，由于经济水平发展，人民生活水平提高生活方式的改变，生活压力的增大，以及人口迅速老龄化，心血管疾病的发病率和死亡率迅速上升，成为全球上升较快的国家，超过许多发达国家。所以，关于心血管疾病的各种研究近些年取得了较快的发展。在临床中，一般用冠状动脉血管支架介入或动脉搭桥术来治疗。
冠脉搭桥手术（Coronary artery bypass graft surgery CABG）无疑是外科治疗冠心病有效的治疗手段，冠脉搭桥术，顾名思义，就是提取病人本身的血管（如胸廓内动脉、下肢的大隐静脉等）或者血管替代品等，将狭窄冠状动脉的远端和主动脉连接起来，使血液绕过闭塞血管的部位，到达缺血的部位，改善心肌血液供应，进而达到缓解心绞痛症状，改善心脏功能，提高患者生活质量及延长寿命的目的[2]。但是，在临床表现一直不尽人意，冠脉搭桥术要在全麻、体外循环下开胸，暴露心脏和主动脉，手术创伤较大，住院时间长，恢复正常活动慢。其次，手术的创伤也很大，虽然持久性和长期效果优于支架。但外科手术有时会失败，当发生桥血管堵塞时，特别是隐静脉桥堵塞时，血管成形术和支架术将被用于疏通这类血管。比如，在三支血管均堵塞的患者，是无法进行冠脉搭桥手术的，只有通过放置支架，他们才能继续生活。再次，GABG手术风险很高，常常伴有术后的并发症。
经皮冠状动脉介入治疗是冠心病的一次质的飞跃，并在近20年中取得迅速发展，1977年Gruentzig首先将经皮冠状动脉内成行术应用于临床，开创了介入心脏病学的新纪元[3]。随着经验的积累，器械的改进和技术的提高，PTCA对冠心病的治疗价值已经随着临床试验所证实，金属支架作为经皮冠状介入治疗中一种重要的医疗植入器械已经得到广泛地应用。然而，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[4]。因此，以克服金属支架一种或多种并发症为目标的研究，具有重大的医学理论价值和临床实际意义。
1.2 生物医用金属材料表面改性方法
传统的金属、高分子、陶瓷等材料已无法满足植入物与周围组织间长期的生物相
容性要求。因此,釆用物理、化学及生物等表面处理技术,对材料表面性质进行优化，能有效改善植入物材料表面的生物相容性。下面介绍几种常用的材料表面改性方法。
1.2.1表面物理化学改性方法
物理化学改性是指通过改变材料表面物化性质(如成分、亲疏水性及电荷性等)来影响材料表面生物相容性。一般来说,亲水性的表面易于吸附粘附蛋白,促细胞粘附;且表面能较低,抗凝血性较好[5]。带电荷的表面能有效改善材料表面-界面的蛋白质和细胞行为。主要的表面物理化学改性方法有等离子体处理、表面接枝、光化学固定等。
1.2.2表面形态改性方法
改变材料表面形貌或粗糙度以调节其生物相容性的改性方法即为表面形态改性。材料表面多孔结构有利于细胞伸出伪足攀附,有研宄表明,细胞对具有纳米尺寸的材料表面拓扑结构较为敏感。但是,过于粗糖的表面可能会引起血楽蛋白吸附、触发凝血级联反应,导致凝血[6]。因此,适当调节材料的表面形貌和粗糖度对其生物相容性十分重要。常见的表面形态改性方法有等离子喷刷、超音振荡、电化学晶界腐烛等等。
1.2.3表面生物改性方法
表面生物改性就是指在材料表面上固定生物分子,以控制细胞、血液对植入物材料的响应。这种方法将生物活性物质引入材料表面,构建表面生物分子修饰层,引发特异性生物反应,因此更加直接、有效,己引起国内外广泛的研宄兴趣。主要的表面生物改性方法按功能可分为提高生物材料表面血液相容性,如表面固定肝素、壳聚糖、白蛋白、表面 脂化等;提高表面细胞相容性,如表面娃院化、固定细胞外基质及乙二醇壳聚糖等[7]。
1.3 多巴胺、肝素和层粘连蛋白在心血管领域的应用
1.3.1 多巴胺涂层的研究
图1.1 多巴胺的化学结构
如图1.1所示，多巴胺(C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2) 由脑内分泌，可影响一个人的情绪。多巴胺氧化后形成的邻二醌能与含氨基的物质发生迈克尔加成反应和西弗碱反应[8]。多巴胺中的酚羟基被氧化后,能够通过配位键与金属氧化物(如TiO,等)稳定结合,同时,多巴胺发生自聚合,从而在金属氧化物表面形成结合牢固的聚多巴胺层,聚多巴胺层具有丰富的反应活性基团,为生物活性分子的固定提供了条件[9]。
1.3.2 肝素的相关研究
图1.2肝素的化学结构
如图1.2所示，肝素是一种在临床上广泛使用的抗凝药物，具有抑制凝血反应（与抗凝血酶相互作用），抑制内膜增生（与细胞表面选择素相互作用），抗炎症反应（与补体系统相互作用），促内皮再生潜能（与生长因子、细胞外基质蛋白相互作用）等作用。目前常用的肝素一般为低分子量肝素钠,肝素是一种聚阴离子酸性黏多糖,能在多方面抑制血液凝固，目前医学界普遍认为肝素的抗凝血机制与ATⅢ密不可分。ATⅢ是一种单链的糖蛋白酶，在通过一个相对缓慢的构象变化，与凝血酶原结合，进而抑制凝血的发生[10]。而当ATⅢ和肝素发生络合后，ATⅢ构象变化时的自由能可大大降低，从而构象改变
第1章 绪论 1
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗 1
1.2 生物医用金属材料表面改性方法 2
1.3 多巴胺、肝素和层粘连蛋白在心血管领域的应用 2
1.4 生物医用材料表面构建抗凝∕促内皮化表面的研究 5
1.5 本课题的研究目的、内容和技术路线 6
第2章 肝素/层粘连蛋白功能层的构建及表征 8
2.1实验试剂及设备 8
2.2实验方法 9
2.3肝素/层粘连蛋白混合物的制备方法及在多巴胺涂层上的固定 9
2.4 肝素/层粘连蛋白固定后表面理化性质表征 10
2.5表面形貌 13
第3章 肝素和层粘连蛋白表面生物相容性评价 14
3 .1血小板粘附实验 14
3 .2内皮细胞体外培养实验 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
第1章 绪论
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗
心血管疾病每年造成全球死亡人数的比例大约占据百分之三十，而在发展中国家，约占百分之八十[1]。在我国，由于经济水平发展，人民生活水平提高生活方式的改变，生活压力的增大，以及人口迅速老龄化，心血管疾病的发病率和死亡率迅速上升，成为全球上升较快的国家，超过许 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
/> 致谢 19
参考文献 20
第1章 绪论
1.1 心血管疾病及血管支架介入治疗
心血管疾病每年造成全球死亡人数的比例大约占据百分之三十，而在发展中国家，约占百分之八十[1]。在我国，由于经济水平发展，人民生活水平提高生活方式的改变，生活压力的增大，以及人口迅速老龄化，心血管疾病的发病率和死亡率迅速上升，成为全球上升较快的国家，超过许多发达国家。所以，关于心血管疾病的各种研究近些年取得了较快的发展。在临床中，一般用冠状动脉血管支架介入或动脉搭桥术来治疗。
冠脉搭桥手术（Coronary artery bypass graft surgery CABG）无疑是外科治疗冠心病有效的治疗手段，冠脉搭桥术，顾名思义，就是提取病人本身的血管（如胸廓内动脉、下肢的大隐静脉等）或者血管替代品等，将狭窄冠状动脉的远端和主动脉连接起来，使血液绕过闭塞血管的部位，到达缺血的部位，改善心肌血液供应，进而达到缓解心绞痛症状，改善心脏功能，提高患者生活质量及延长寿命的目的[2]。但是，在临床表现一直不尽人意，冠脉搭桥术要在全麻、体外循环下开胸，暴露心脏和主动脉，手术创伤较大，住院时间长，恢复正常活动慢。其次，手术的创伤也很大，虽然持久性和长期效果优于支架。但外科手术有时会失败，当发生桥血管堵塞时，特别是隐静脉桥堵塞时，血管成形术和支架术将被用于疏通这类血管。比如，在三支血管均堵塞的患者，是无法进行冠脉搭桥手术的，只有通过放置支架，他们才能继续生活。再次，GABG手术风险很高，常常伴有术后的并发症。
经皮冠状动脉介入治疗是冠心病的一次质的飞跃，并在近20年中取得迅速发展，1977年Gruentzig首先将经皮冠状动脉内成行术应用于临床，开创了介入心脏病学的新纪元[3]。随着经验的积累，器械的改进和技术的提高，PTCA对冠心病的治疗价值已经随着临床试验所证实，金属支架作为经皮冠状介入治疗中一种重要的医疗植入器械已经得到广泛地应用。然而，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[4]。因此，以克服金属支架一种或多种并发症为目标的研究，具有重大的医学理论价值和临床实际意义。
1.2 生物医用金属材料表面改性方法
传统的金属、高分子、陶瓷等材料已无法满足植入物与周围组织间长期的生物相
容性要求。因此,釆用物理、化学及生物等表面处理技术,对材料表面性质进行优化，能有效改善植入物材料表面的生物相容性。下面介绍几种常用的材料表面改性方法。
1.2.1表面物理化学改性方法
物理化学改性是指通过改变材料表面物化性质(如成分、亲疏水性及电荷性等)来影响材料表面生物相容性。一般来说,亲水性的表面易于吸附粘附蛋白,促细胞粘附;且表面能较低,抗凝血性较好[5]。带电荷的表面能有效改善材料表面-界面的蛋白质和细胞行为。主要的表面物理化学改性方法有等离子体处理、表面接枝、光化学固定等。
1.2.2表面形态改性方法
改变材料表面形貌或粗糙度以调节其生物相容性的改性方法即为表面形态改性。材料表面多孔结构有利于细胞伸出伪足攀附,有研宄表明,细胞对具有纳米尺寸的材料表面拓扑结构较为敏感。但是,过于粗糖的表面可能会引起血楽蛋白吸附、触发凝血级联反应,导致凝血[6]。因此,适当调节材料的表面形貌和粗糖度对其生物相容性十分重要。常见的表面形态改性方法有等离子喷刷、超音振荡、电化学晶界腐烛等等。
1.2.3表面生物改性方法
表面生物改性就是指在材料表面上固定生物分子,以控制细胞、血液对植入物材料的响应。这种方法将生物活性物质引入材料表面,构建表面生物分子修饰层,引发特异性生物反应,因此更加直接、有效,己引起国内外广泛的研宄兴趣。主要的表面生物改性方法按功能可分为提高生物材料表面血液相容性,如表面固定肝素、壳聚糖、白蛋白、表面 脂化等;提高表面细胞相容性,如表面娃院化、固定细胞外基质及乙二醇壳聚糖等[7]。
1.3 多巴胺、肝素和层粘连蛋白在心血管领域的应用
1.3.1 多巴胺涂层的研究
图1.1 多巴胺的化学结构
如图1.1所示，多巴胺(C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2) 由脑内分泌，可影响一个人的情绪。多巴胺氧化后形成的邻二醌能与含氨基的物质发生迈克尔加成反应和西弗碱反应[8]。多巴胺中的酚羟基被氧化后,能够通过配位键与金属氧化物(如TiO,等)稳定结合,同时,多巴胺发生自聚合,从而在金属氧化物表面形成结合牢固的聚多巴胺层,聚多巴胺层具有丰富的反应活性基团,为生物活性分子的固定提供了条件[9]。
1.3.2 肝素的相关研究
图1.2肝素的化学结构
如图1.2所示，肝素是一种在临床上广泛使用的抗凝药物，具有抑制凝血反应（与抗凝血酶相互作用），抑制内膜增生（与细胞表面选择素相互作用），抗炎症反应（与补体系统相互作用），促内皮再生潜能（与生长因子、细胞外基质蛋白相互作用）等作用。目前常用的肝素一般为低分子量肝素钠,肝素是一种聚阴离子酸性黏多糖,能在多方面抑制血液凝固，目前医学界普遍认为肝素的抗凝血机制与ATⅢ密不可分。ATⅢ是一种单链的糖蛋白酶，在通过一个相对缓慢的构象变化，与凝血酶原结合，进而抑制凝血的发生[10]。而当ATⅢ和肝素发生络合后，ATⅢ构象变化时的自由能可大大降低，从而构象改变
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/jscl/399.html
