文档介绍：博士学位论文
人工血管和血管内支架的表面改性
及生物相容性研究
SURFACE MODIFICATION AND
PATIBILITY STUDIES OF VASCULAR
GRAFTS AND ENDOVASCULAR STENTS
刘萌
2009 年 6 月
1
国内图书分类号:
国际图书分类号::61
工学博士学位论文
人工血管和血管内支架的表面改性
及生物相容性研究
博士研究生: 刘萌
导师: 戴志飞教授
申请学位: 工学博士
学科: 生物医学仪器与工程
所在单位: 生命科学与工程系
答辩日期: 2009 年 6 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
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Classified Index:
.: :61
Dissertation for the Doctor Degree in Engineering
SURFACE MODIFICATION AND
PATIBILITY STUDIES OF VASCULAR
GRAFTS AND ENDOVASCULAR STENTS
Candidate: Liu Meng
Supervisor: Prof. Dai Zhifei
Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering
Specialty: Biomedical Instrument & Engineering
Affiliation: Life Science and Engineering
Date of Defence: June, 2009
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
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摘要
摘要
由于心血管疾病严重威胁着人类的健康,各种各样的心血管医疗器械和装
置应运而生,并己成为预防、诊断和治疗心血管疾病的有效手段。目前,人工
血管替代治疗和血管内支架的植入是治疗心血管疾病的重要方法。但是,这些
与血液相接触的生物材料,都具有不同程度的致血栓形成的缺点,无法满足医
学上的要求。因此,很多研究都致力于生物材料的表面修饰和改性,从而提高
其血液相容性,而肝素化表面修饰是目前增加材料抗凝血性能抑制血栓形成的
最有效的方法之一。
本研究采用两种简便、快捷的方法,结合灌注和共价交联技术成功地对膨
体聚四氟乙烯人工血管进行了表面肝素化修饰。第一种先用全氟磺酸(Nafion)
/壳聚糖(Chitosan)通过静电吸引层层自组装技术修饰人工血管,然后用乙二
胺共价交联的肝素/海藻酸钠水凝胶灌注改性医用聚四氟乙烯人工血管。第二种
是用含重氮树脂和肝素的聚乙烯醇凝胶灌注修饰人工血管,通过紫外交联,重
+
氮树脂的重氮基(-N2 )可与肝素和聚乙烯醇形成共价键,将肝素稳定地固定在
人工血管表面。这两种方法不需要复杂的化学预处理,可很好地保持人工血管
的本体性能,并且大大提高了人工血管的亲水性。体外血液相容性实验表明,
经过修饰的人工血管表面共价交联的肝素保持了良好的抗凝血活性,能够有效
地减少血小板的粘附和聚集,大大提高了人工血管的血液相容性。凝胶在人工
血管表面交联形成互穿网络结构,绝大部分肝素固定在凝胶中发挥抗凝血作用,
少量肝素游离出来在短期内发挥作用。因此,采用共价交联的凝胶涂层修饰膨
体聚四氟乙烯材料,使它在小口径人工血管的应用方面具有巨大的潜力。
镍钛形状记忆合金以其具有的优良特性被认为是理想的血管内支架材料。
但是合金表面的正电性和较高的表面能使植入后的再狭窄现象仍然存在,并且
合金本身含有的镍元素有可能引起严重的细胞毒性及炎症反应,因此,本研究
以重氮树脂或多价阳离子代替传统的聚阳离子,通过静电吸引层层自组装的方
法对血管内支架材料镍钛合金进行表面修饰和改性,用以提高其抗凝血性能及
生物相容性。研究中成功制备了重氮树脂/海藻酸钠/肝素抗凝血涂层,将具有光
化学基团(重氮键)的重氮树脂分子引入构筑的抗凝血涂层结构中。一方面,
重氮树脂分子主体在水溶液中带正电荷,可以和负电解质物质以层层自组装方
法构筑涂层结构;另一方面,可以利用重