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组织因子途径抑制因子与生物材料血液相容性关系的研究

王传华  
【摘要】:目前,由生物医学材料制作的人工器官和各种医用装置已成为临床治疗人体器官缺陷和功能障碍的最有效手段。从人工心脏瓣膜到人工肝肾和左心辅助装置等,每年可挽救数百万危重患者的生命;而每年用于修复人体缺陷的人工器官更是不可胜数。近几年来,组织工程研究领域的悄然兴起和蓬勃发展,为人工器官和医用装置的研究又注入了新的活力,大大加快了人工器官和医用装置研制的发展速度,预计到2010年除大脑以外的所有人体器官都可以用人工器官来代替或修复。由此可见,人工脏器和医用装置的研究和开发已经成为推动现代医学科技进步的重要动力,而且也很可能成为21世纪重要的支柱产业之一。然而,人工脏器和医用装置直接或间接诱发人体血栓形成的问题至今仍未彻底解决。这不仅严重威胁着患者的生命和健康,也制约着人工器官和医用装置的临床应用和推广。防止人工器官和医用装置的血栓形成,提高其制作材料的血液相容性已成为当今生物医学工程研究领域需要迫切解决的问题。 长期以来,为了改善生物材料的血液相容性,科学家们进行了不懈的努力,使材料的血液相容性得到显著提高。但以往所有研究主要限于材料与内源性途径凝血因子和血小板等因素的相互作用上,通常针对前凝血酶原的激活反应和血小板的聚集活化途径采取阻断措施来提高生物材料的血液相容性;而没能对组织因子在材料引发凝血过程中的作用进行探讨,这也可能是至今材料表面的血栓形成问题得不到根本解决的原因。迄今大量的研究资料证明,组织因子在生物材料诱发的血栓形成过程中起着主导作用。组织因子途径抑制因子是血液中组织因子凝血作用的天然抑制因子,也是目前国际血液学研究领域的研究热点之一。研究组织因子途径抑制因子与材料血液相容性的关系,对进一步提高材料的血液相容性具有十分重要的意义。但组织因子抑制因子的来源问题是限制该项目研究的一大难题。人血液中仅含有微量组织因子抑制因子(100ng/ml);从血液中提取,成本很高,也难以满足研究工作中对组织因子抑制因子的大量需要。 本文研究预期目的是通过基因工程技术制备重组TFPI,研究其与材料血液相容性之间的关系,探索其对材料血液相容性影响的可能机理,并在动物体内观察重组TFPI改性材料的抗血栓形成性能,为其临床应用提供依据。 方法如下: (1) 利用酶特异识别其底物的原理,将人TFPI cDNA与pGST-2T质粒连接,构建pGST-TFPI表达载体:用该载体转染BL-21细胞,并筛选高效表达细胞系;建立rTFPI融合蛋白表达纯化方法并将rTFPI纯化。 (2) 用rTFPI包被处理医用聚乙烯和医用聚氯乙烯两种材料,观察处理后材料动态凝血时间变化;研究其对接触相血液Xa因子和TF活性的影响;比较其与肝素、BSA处理后对接触相血液复钙凝固时间的影响差别,并观察rTFPI与肝素共同包被材料后的抗凝血效果。 (3) 用扫描电镜观察两种材料经rTFPI处理后表面粘附血小板的形态和数量:探索rTFPI对材料表面和接触相血浆中血小板聚集激活的影响。 (4) 将rTFPI包被处理后的涤纶人工血管材料植入实验犬股动脉内,观察股动脉栓塞时间、称量涤纶材料表面血栓重量。


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