收藏本站
收藏 | 论文排版

抗凝血纳米功能薄膜材料的研制及抗凝血机理研究

张麟  
【摘要】: 本论文采用脉冲激光沉积技术和射频磁控溅射两种方法制备了具有不同结构(sp3/sp2)和性能的四面体非晶碳膜,以及稀土La不同掺杂量的非晶碳薄膜和稀土La不同掺杂量的TiO2薄膜;通过微观结构、表面形貌、光学性能、电学性能、表面润湿性和动物体外血液相容性实验,系统研究薄膜的抗凝血性能。研究了脉冲重复频率和单脉冲能量对薄膜微结构和表面性质的影响,实现了sp3C成分可调的非晶碳薄膜制备。提出了血液相容性材料的稀土元素掺杂方法,以改善其抗凝血性质,研制出抗凝血性能优异的稀土La掺杂的非晶碳膜,并通过改变稀土元素掺杂量和衬底沉积温度分别讨论了稀土元素及sp2C各自对非晶碳薄膜的表面特性及抗凝血性能的影响。研制出血容性能良好的稀土La掺杂的TiO2薄膜,研究了La掺杂对TiO2薄膜微结构、表面特性及抗凝血性能的影响。采用分子动力学方法模拟计算纤维蛋白原分子在薄膜表面的选择吸附、体系能量和结合能的计算,提出并验证了蛋白质选择性吸附模型,较好地解释了实验结果,并运用生物化学检测方法结合表面及界面分析手段进一步揭示生物材料的抗凝血机制。 首先,采用脉冲激光沉积方法,通过改变单脉冲能量和脉冲重复频率制备出不同结构(sp3/sp2)及性能的四面体非晶碳膜,研究了工艺参数对其微结构、光学性能、表面形貌及润湿性的影响,考察了其表面能参数和血液相容性。研究发现与薄膜的表面特性相比,材料的电子结构对其血液相容性起到决定性的影响。 其次,采用射频磁控溅射法制备了La2O3不同掺杂量的非晶碳薄膜,研究掺杂对非晶碳薄膜的微结构、光学性能、电学性能、表面形貌和润湿性及抗凝血性能的影响。研究发现:La2O3掺杂使膜中sp2键的含量增加,随La2O3掺杂量由2.52%增加到5.99%,薄膜的石墨化逐渐增强,导致薄膜的带隙由2.1eV下降到约1eV;室温电导激活能由0.55eV下降到0.128eV;La2O3对薄膜晶粒的生长有细化作用,随La2O3掺杂量的增加非晶碳膜表面的亲水性逐渐降低,样品表面能的变化主要受极性成分的影响,掺杂样品的表面对白蛋白分子具有更强的选择吸附性表现出良好的抗凝血性能。 再次,固定La3+在薄膜的含量,通过改变沉积时衬底的温度来调节sp2?sp3的相对比率,进一步研究稀土掺杂非晶碳薄膜材料的抗凝血性能。实验结果发现:衬底温度增加,膜中sp2组分也相对增多;受sp2组分影响,薄膜表面的亲水性逐渐增强,表面能变化较小但界面自由能逐渐减小;薄膜对纤维蛋白原分子的选择性能力增强,抗凝血性能逐渐退化,说明稀土元素与sp2含量对薄膜的血浆蛋白分子的选择性吸附的影响是不同的。制备了La2O3掺杂的氧化钛薄膜,研究掺杂对氧化钛薄膜微结构及血液相容性的影响。实验发现:稀土离子La促使TiO2晶粒沿(110)晶面择优生长,能细化TiO2的晶粒;当La3+掺杂量从1.56%增加到3.64%时,TiO2薄膜的光学带隙也从2.85 eV增大到3.3eV;La2O3掺杂促使TiO2薄膜表面的亲水性逐渐增强。血小板粘附实验结果表明:La2O3掺杂的TiO2薄膜表面粘附的血小板的数量和被激活的程度均明显地低于未掺杂样品,具有明显优于未掺杂样品的抗凝血效果。实验还发现La2O3掺杂提高了TiO2薄膜表面与蛋白质界面张力的极性分量。具有对纤维蛋白原和白蛋白更好的选择性吸附能力的表面特性及适宜的电子结构,是La2O3掺杂的氧化钛薄膜表现出良好的血液相容性能的原因。 最后,根据本论文的实验结果,运用分子模拟技术模拟计算纤维蛋白原分子在La2O3掺杂的氧化钛薄膜表面的选择吸附、体系能量和结合能,提出并验证了蛋白质选择性吸附模型,较好地解释了实验结果。利用Lifshitz-vander Waals/acid-base法(即酸碱对LW-AB法)进一步揭示生物材料的抗凝血机制,模拟和计算证明:具有Lewis碱性的薄膜表面能抑制纤维蛋白原的吸附并有利于其维持正常的分子构象,进而抑制材料表面血小板的粘附和激活,改善薄膜材料的抗凝血性能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵培;吴福全;郝殿中;王礽;任树锋;;Glan-Taylor棱镜端面增透膜的研制[J];光子学报;2006年05期
2 李刚;公发全;刘万发;孙龙;孙连春;;化学氧碘激光器中的角立方反射器的研制[J];光学技术;2006年S1期
3 肖祁陵;贺洪波;邵淑英;邵建达;范正修;;沉积温度对氧化钇稳定氧化锆薄膜残余应力的影响[J];光学学报;2008年05期
4 陈善飞;王正良;陆樟献;;磁性液体薄膜的折射率在外加磁场作用下的变化特性研究[J];光学学报;2009年01期
5 卢宝文;徐学科;余祥;范正修;;不同沉积速率下热蒸发银膜的光学性能和结构分析[J];光学学报;2010年01期
6 刘国华;张维;牛文成;;SPR传感器理论模型的仿真研究[J];南开大学学报(自然科学版);2005年05期
7 ;薄膜光学 光学薄膜参数测试[J];中国光学与应用光学文摘;2005年05期
8 郑华靖;郑家贵;冯良桓;谢二庆;;CdTe多晶薄膜沉积制备及其性能[J];光学学报;2005年12期
9 程鑫彬;王占山;张众;王风丽;王洪昌;陈玲燕;;基于模拟退火算法的宽角度X射线超反射镜设计研究[J];光学学报;2006年05期
10 郝殿中;吴福全;宋连科;马丽丽;张旭;闫斌;;Wollaston棱镜宽带减反射膜的研制及测试[J];光电子.激光;2006年10期
11 郝殿中;张霞;吴福全;马丽丽;;格兰泰勒棱镜高性能宽带减反射膜的优化设计及性能测试[J];物理实验;2006年09期
12 郝殿中;吴福全;闫斌;史萌;张旭;;Glan-Thompson棱镜高性能宽带减反射膜的研制及性能测试[J];曲阜师范大学学报(自然科学版);2007年01期
13 苏现军;徐岩;司俊杰;;双波段宽带减反膜的研究[J];光学技术;2007年04期
14 陈友华;王志斌;;探测用宽截止红外双通道帯通滤光片的设计及误差分析[J];光学学报;2010年10期
15 卫耀伟;陈松林;刘志超;马平;许乔;;原子层沉积薄膜之激光损伤性能分析[J];激光杂志;2011年03期
16 吴启宏;薄膜折射率非均匀性的测试(Ⅱ)[J];光学学报;1987年03期
17 杨玲;;金属光学薄膜的激光化学沉积法[J];应用光学;1992年05期
18 黄佳木,徐成俊;氮流量对磁控溅射法制备氮化钛薄膜光学性能的影响[J];光学学报;2005年09期
19 王建,王成伟,李燕,刘维民,Zaima Shigeaki;Ag/AAO纳米有序阵列复合结构等效光学参量的确定[J];物理学报;2005年12期
20 ;薄膜光学 薄膜材料与器件[J];中国光学与应用光学文摘;2005年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 魏强;刘圣贤;王丹;刘海;;100keV质子辐照ITO薄膜微观机制与光学性能的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
2 陆巍;郑臻荣;顾培夫;管爱枝;;投影光路中二向分色镜工作状态的理论分析[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 何文彦;程鑫彬;马彬;丁涛;叶晓雯;张锦龙;张艳云;焦宏飞;;界面连续性对薄膜节瘤损伤特性的影响研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
4 吴福全;唐恒敬;;金属-氧化铝纳米阵列偏振特性的入射角度效应[A];江苏、山东、河南、江西、黑龙江五省光学(激光)联合学术'05年会论文集[C];2005年
5 徐晓峰;张凤山;范滨;;宽角度入射1500-1600nm波段减反射薄膜的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
6 杨燕珍;吴玉程;张志海;崔接武;史成武;;以乙醇为溶剂的喷雾热解法制备FTO薄膜及其性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
7 曹庄琪;陆海峰;李红根;邓晓旭;沈启舜;;亚毫米尺度双面金属波导及其超高阶模的研究[A];光电技术与系统文选——中国光学学会光电技术专业委员会成立二十周年暨第十一届全国光电技术与系统学术会议论文集[C];2005年
8 周红;隋成华;陈乃波;许晓军;魏高尧;蔡萍根;;在蓝宝石光纤端面上生长ZnO薄膜的方法及光学性能分析[A];光子科技创新与产业化——长三角光子科技创新论坛暨2006年安徽博士科技论坛论文集[C];2006年
9 康利涛;高彦峰;罗宏杰;;聚合物辅助沉积热致变色二氧化钒VO_2薄膜[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
10 尚林;赵君芙;张华;梁建;许并社;;不同掺杂元素对GaN薄膜影响的研究进展[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高超;用于太阳电池的硫化物半导体薄膜的溶液法制备及其性能研究[D];南京航空航天大学;2011年
2 焦兴利;BiFeO_3外延薄膜电容器与异质结的制备和性能研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 居勇峰;氧化钛薄膜的制备、微结构及特性研究[D];电子科技大学;2012年
4 石市委;氧化锌纳米结构薄膜的微结构及光电特性调控[D];安徽大学;2014年
5 王震东;太阳电池材料CuInS_2薄膜及其纳米棒阵列研究[D];复旦大学;2010年
6 高丽丽;N掺杂p型Mg_xZn_(1-x)O薄膜的制备及相关问题的研究[D];吉林大学;2011年
7 雷洁红;锂氢同位素化合物性质的理论研究及其薄膜的制备[D];中国工程物理研究院;2010年
8 吕建国;溶胶—凝胶法制备Na掺杂ZnO薄膜的微结构及其性能表征[D];安徽大学;2011年
9 程轶;Ga_2O_3薄膜的电子束蒸发制备与掺杂及其性质研究[D];大连理工大学;2013年
10 彭丽萍;In掺杂ZnO薄膜的制备与特性研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴玲;钛化物节能薄膜的制备及其光电性能研究[D];浙江大学;2012年
2 杨磊;氮化物薄膜的制备及其结构与性能研究[D];华中师范大学;2011年
3 陈勇;硅基二氧化铈薄膜的脉冲激光制备及性能研究[D];北京有色金属研究总院;2011年
4 常兰涛;颗粒硫化法制备硫化物薄膜及其光伏应用[D];浙江大学;2012年
5 陈乐;掺硼富硅氧化硅薄膜光电性能的研究[D];浙江大学;2013年
6 李向明;电子束蒸发沉积重掺硅薄膜及其应用[D];杭州电子科技大学;2012年
7 李洪伟;CuInS_2薄膜的低温合成及表征[D];河南大学;2013年
8 赵景训;ITO薄膜的制备及其性能研究[D];大连交通大学;2010年
9 孙新利;半导体氧化铁薄膜的制备、表征及光伏特性研究[D];杭州电子科技大学;2009年
10 王艳;掺杂及不同衬底对Sn_2S_3薄膜特性影响[D];内蒙古大学;2012年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 记者刘其丕 李晓飞;天津薄膜光学重点实验室成立[N];中国有色金属报;2010年
2 石德;采光量可调门窗[N];中国房地产报;2004年
3 记者 付雪;昆仑集团包装公司 首批BOPP仿纸膜下线[N];大庆日报;2010年
4 证券时报记者 李坤;水晶光电定向增发募资投入三项目[N];证券时报;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978