儿茶酚–(胺)表面化学介导的一氧化氮催化释放涂层研究

目的 在316L不锈钢(SS)表面构建原位一氧化氮(NO)催化释放涂层,使其能特异选择性地抗凝血、抑制平滑肌细胞(SMCs)增生,从而促进内皮细胞(ECs)生长。方法 在弱碱性水溶液中,选用多巴胺(DA)和己二胺(HD)为前驱体,利用多巴胺邻二苯酚结构自聚合沉膜的能力、多巴胺与己二胺的酚–(胺)表面化学,通过简单的一锅法在316L SS表面构建富氨基粘附涂层DA/HD。再通过碳二亚胺化学交联反应,共价接枝螯合Cu²⁺的1,4,7,10–四氮杂环十二烷–1,4,7,10–四羧酸(DOTA),最后获得均匀且稳定的NO催化释放涂层(命名为Cu-DOTA@DA/HD)。结果 DA/HD涂层表面的氨基密度高达22 nmol/cm²,实现了Cu-DOTA的有效固定,其NO催化释放速率可达5.2×10^–10 mol/(cm²·min)。Cu-DOTA@DA/HD涂层显著地抑制了血小板的粘附和激活,也能有效抑制血栓的形成,其表面血栓总质量由316L SS的(40.3±10.3) mg降低至(3.0±0.4) mg。...     

激光共聚焦扫描显微系统在心血管支架表面内皮化分析研究中的应用

目的:观察内皮细胞(ECs)在植入的心血管支架表面的分布与生长状态,探讨支架材料表面的内皮化情况,并对支架表面内皮化程度的影响因素进行了初步探究。方法:在对内皮细胞不同结构进行特异性染色标记的情况下,利用激光共聚焦扫描显微系统连续扫描观察荧光标记的内皮细胞在植入体内一个月后的支架材料表面的表达程度。结果:在无任何促内皮分子或药物情况下,支架材料本身分布的内皮细胞较为稀疏,整体内皮化程度不高;而在材料本身涂覆促内皮分子或药物的情况下,支架材料表面内皮细胞分布较为紧密,且规则有序,其整体内皮化程度更高。结论:利用激光共聚焦扫描系统能够从宏观和微观角度上有效实现支架材料表面内皮化程度的定性定量评价。     

基于贻贝灵感和点击化学构建的高效抗菌涂层

目的 通过对材料表面进行改性,形成一层具有抗菌肽(ABP)分子的涂层,使得材料具有高效抗菌的功能。方法 利用多巴胺(DA)邻苯二酚结构的黏附能力以及己二胺(HD)的多胺化学结构,将DA与HD按照一定的配比混合,通过简单的一步分子自组装,在材料表面构建多巴胺-己二胺(DA/HD)基底涂层。通过DA/HD涂层表面丰富的氨基与叠氮化的NHS(NHS-N₃)发生酰胺反应,从而在DA/HD涂层表面引入叠氮基团,得到N₃涂层。再通过点击反应在N₃涂层表面接枝ABP,得到ABP涂层。通过在多种不同材质表面制备DA/HD涂层与进行氨基量密度测定,对DA/HD涂层的广谱适用性进行分析。利用水接触角测量仪(WCA)、傅里叶变换红外仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、耗散型石英晶体微天平(QCM-D)以及椭圆偏振光谱仪等,对涂层亲疏水性、成分及结构等进行检测分析。通过细菌试验检测以及与多种已报道抗菌涂层的抗菌率进行综合比较来评价ABP涂层的抗菌性能。结果 在多种不同材质表面都能成功制备DA/HD涂层,且具有较高的氨基量密度,表明DA...     

基于贻贝仿生构建高效抗菌及良好血液相容性的聚胺-酚表面

目的 赋予血液接触类材料优异的表面抗菌性能。方法 受天然贻贝黏附现象的启发,通过多巴胺(Dopamine,DA)、ε-聚赖氨酸(ε-Poly-L-lysine,ε-PL)、高碘酸钠(Sodium Periodate,NaIO4)构建一种简易、快速的聚胺-酚涂层(ε-PL@PDA),同时利用ε-PL丰富的氨基质子化形成的阳离子,实现表面高效抗菌的目的。其中DA和ε-PL通过共价交联形成酚胺聚合物,酚胺共同介导基底材料黏附形成涂层。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(SEM)、椭圆偏光、氨基定量、水接触角(WCA)等材料学表征评价ε-PL@PDA涂层的理化性能;通过菌落计数法、细菌活/死染、液体法等细菌实验评价涂层抗菌性能;通过内皮细胞黏附与增殖实验评价其细胞相容性;通过血小板黏附与激活及半体内血液循环实验验证其血液相容性。结果 材料学表征结果证明,ε-PL@PDA富氨基涂层成功制备,同时ε-PL的浓度大小会影响涂层的沉积过程;细菌实验表明,ε-PL@PDA涂层具备优异的抗菌性能,当ε-PL质量浓度为3 mg/mL时,对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抑制率高达91%;细胞实验和血液相容性实验表明,相较于316不锈钢(316L SS),ε-PL的质量浓度为3、30 mg/mL时,涂层均不会促进细胞毒性增强、血小板黏附和激活以及血栓形成。结论 ε-PL@PDA涂层能够在不影响细胞相容性和血液相容性的基础上有效提高表面抗菌能力,因此,该高效便捷且适用性强的表面抗菌策略或有助于解决临床血液接触类器械细菌感染等问题。     

促内皮和抗炎的丹参酮IIA洗脱支架涂层研究

目的 针对目前临床心血管支架存在的晚期血栓和支架内再狭窄等问题,通过超声雾化喷涂技术构建传统中药丹参酮IIA(TS)洗脱支架,探究其在动脉粥样硬化病变部位的治疗作用。方法 采用超声雾化喷涂技术构建TS洗脱支架;利用水接触角(WCA)检测仪、傅里叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、球囊扩张实验及场发射扫描电镜(SEM)等对涂层表面的亲疏水性、化学成分及结构、涂层机械性能进行检测分析;采用紫外-可见光分光光度计(UV-Vis)对TS涂层药物释放行为进行检测;通过体外溶血率和血小板实验初步评价涂层的血液相容性;通过体外细胞相容性实验评估TS涂层对内皮细胞(ECs)和平滑肌细胞(SMCs)增殖的影响,以及对巨噬细胞炎症行为及表型的调节作用;通过半体内血液循环实验进一步探索涂层抗血栓形成效果。结果 WCA、FTIR、SEM和UV-Vis等检测结果证实了TS洗脱支架的成功制备,涂层中TS在体外能够保持28 d持续释放;体外生物相容性结果表明,TS与聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)质量比为30%的涂层具有显著抑制血小板的黏附和激活、促进ECs及抑制SMCs增殖的作用,同时能够有效调节巨噬细胞的炎症行为;半体内血液循环实验结果表明,涂层具有良好的抗血栓形成的效果。结论 制备的TS洗脱支架具有选择性促进内皮增殖,抑制平滑肌增生、调控炎症的作用,以及优异的抗血栓形成能力,能够为病变血管修复提供一种潜在的解决方案。     

“一步法”构建基于Zn2+的抗菌表面

不依赖于抗生素的抗菌表面是生物材料及器械设计领域的重要研究内容，可以避免耐药性细菌问题。现有材料表面抗菌策略仍然存在步骤较为繁琐、反应条件过于苛刻等不足，因此，本研究以多巴胺和硫酸锌(ZnSO₄)为原料，在常温、水相条件下采用“一步法”构建广谱性含锌聚多巴胺抗菌涂层(PDA@Zn)。水接触角、涂层厚度和X光电子能谱等结果证实PDA@Zn涂层成功构建。涂层中的锌以Zn²⁺的形式与PDA中邻苯二酚官能团配位结合;涂层的表面Zn²⁺密度可以通过改变ZnSO₄投料的浓度来调控。抗菌实验的结果表明ZnSO₄投料浓度为1 mg/m L时所构建的PDA@Zn涂层(PDA@Zn/1)具有优异的杀菌效果，对大肠杆菌和表皮葡萄球菌的抗菌率分别为99.7%和99.3%。体外细胞培养试验结果表明，PDA@Zn/1涂层上L929的24 h和72 h相对增殖率分别为63.63%及48.32%，具有一定的细胞毒性。该方法提供了一种高效、简单的表面抗菌策略，但该策略的生物相容性还有待进一步提升。     

基于“酚-胺”化学构建抗污表面的研究

生物污染是医用器械植、介入后的常见问题，尤其是血液接触类器械，如体外循环导管等。生物污染除了影响器械功能发挥外，还可能危及患者生命安全。在器械表面构建抗污涂层是解决此类问题行之有效的策略之一。本工作的灵感来源于“酚-胺”化学，利用ε-聚赖氨酸(ε-PL)、氢化咖啡酸(HCA)、高碘酸钠(NaIO₄)一步浸涂法，快速、高效地构建了ε-PL/HCA“酚-胺”涂层，利用涂层表面丰富的氨基官能团接枝透明质酸(HA),得到具有良好生物除污功能的HA@ε-PL/HCA涂层。傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角的结果证明成功制备了HA@ε-PL/HCA涂层；三种细胞的粘附实验证明HA@ε-PL/HCA涂层具有优异的抗细胞粘附能力；体外血小板粘附与半体内血液循环试验表明HA@ε-PL/HCA涂层具有良好的抗凝血能力。综上，基于“酚-胺”化学构建的HA@ε-PL/HCA涂层可赋予材料良好的抗凝血、抑制细胞粘附的功能，在体外循环导管等器械的表面改性方面具有潜在的应用价值。