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《华中农业大学》 2010年
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生物医用聚氨酯材料的合成及蛋白质吸附研究

郑青  
【摘要】: 聚氨酯(PU)具有较好的生物、血液相容性,可作为理想的人工器官高分子材料,被应用于人工心脏、介入用导管、体外循环装置等。但是在实现其基本的临床功能的同时,也带来了一系列不良的生物反应,因此如何对其进行改性使其具有更好的性能成为了研究者们研究的重要课题。本文以聚氨酯(PU)为基材,对其表面进行肝素化和磷酰胆碱化的改性研究,以尽可能降低表面的蛋白质吸附和血小板的粘附,从而减少其表面不良反应的发生。主要研究内容见下: 1.利用自合成的甲基丙烯酰基异硫氰酯(MI)在PU表面引入双键,并引发聚合带有双键的聚甲基丙烯酸β—羟乙酯(PHEMA)及聚N-羟基琥珀酰亚胺甲基丙烯酸酯(PNHSMA),通过PHEMA末端羟基与N,N—二琥珀酰亚胺基碳酸酯(DSC)反应得到表面带有琥珀酰亚胺结构(NHS)的膜片(PU-PHEMA-NHS),然后将肝素分子通过共价结合的方式固定在PU表面;第二种方式是直接利用PNHSMA末端的NHS基团将肝素分子固定在PU表面,得到了一种高密度的肝素化聚氨酯表面。利用X-射线光电子能谱(XPS)表征各步改性过程中表面的化学组成变化,证明了接枝过程的成功。水接触角测试结果证明,经过肝素化改性后PU表面亲水性大大提高。125I标记蛋白质吸附测试表明所制备的肝素化PU表面在有效排斥非特异性蛋白质-纤维蛋白原(Fibrinogen, Fg)吸附的同时,特异性的结合抗凝血酶Ⅲ(ATⅢ,又称肝素协同因子),成功设计合成具有双重功效(排斥非特异蛋白质和选择吸附特定蛋白质)的PU材料,从而从根本上抑制凝血过程的发生。 2.从2-氯-2-氧-l,3,2-二氧磷杂环戊烷(COP)出发,采用三种不同间隔臂-乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG, Mn=400,1000)分别合成了具有磷酰胆碱极性头的改性PU。结果表明,与未改性相比,三种磷脂化PU表面亲水性都得到了一定程度的提高,其表面都能够有效排斥纤维蛋白原(Fg)吸附。与以乙二醇为间隔臂的磷脂化PU相比,聚乙二醇(PEG)柔性链的引入增强了磷酰胆碱基团的运动、取向和迁移,从而使得磷脂化聚氨酯的亲水性和排斥蛋白质吸附的能力得到了较大的提高。同时,两种分子量(Mn=400,1000)的聚乙二醇相比,PEG1000的排斥蛋白质吸附的效果要略好于PEG400,具体原因可能与聚乙二醇的链长和迁移率有关。 本论文的研究对后续生物医用材料血液相容性的理论研究和应用开发具有一定的借鉴意义。
【学位授予单位】:华中农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O633.14

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