熱塑性聚氨酯醫(yī)用材料的表面結(jié)構(gòu)化修飾及其浸潤(rùn)性研究

商務(wù)也能小清新熱塑性聚氨酯醫(yī)用材料的表面結(jié)構(gòu)化修飾及其浸潤(rùn)性研究答辯人：許銘陽班級(jí)：材料04學(xué)號(hào)：10021101指導(dǎo)老師：郭朝維以聚氨酯人造血管為對(duì)象進(jìn)行的探究課題背景人類健康需要人體器官的損傷尋找替代品醫(yī)用高分子材料

每年需要大量的人造器官，尤其是與血液相接觸的人造器官需求很大，聚氨酯是理想材料。聚氨酯人造血管作用：連接或替代人體部分血管。如心臟搭橋手術(shù)。要求：①具備有良好的組織相容性和血液相容桂。②與宿主健康血管相近似的動(dòng)力學(xué)性能。③能與所替代的血管愈合成一體，有血管內(nèi)膜長(zhǎng)入。④不易發(fā)生退行性改變，性能穩(wěn)定。⑤良好的力學(xué)性能。⑥縫合容易，不易撕裂。能選擇不同的口徑和長(zhǎng)度。研究?jī)?nèi)容聚氨酯具有優(yōu)良的力學(xué)性能和組織相容性，是人造血管的理想材料。行業(yè)現(xiàn)狀部分進(jìn)入商用，但尚不能滿足更高的要求。更好的力學(xué)性能更好的組織相容性更好的血液相容性綜合性能尚未完全解決，尤其是口徑較小的血管。是攻堅(jiān)方向。基本解決基本解決

血液相容性定義：血液相容性指高分子材料與血液接觸時(shí)不引起凝血及血小板粘著凝聚，不出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。材料的血液相容性關(guān)鍵是抗凝血性。組織相容性定義：組織相容性指高分子材料與生物活體組織及體液接觸后，不會(huì)致使細(xì)胞、組織的功能下降，不會(huì)發(fā)生炎癥、癌變以及生物排異反應(yīng)等。

血液的親和性抑制血小板附著形成模擬生物組織表面發(fā)生生物融合反應(yīng)抗凝血性

不損傷生物體組織沒有毒性

沒有抗原性沒有致癌性要求材料

含有-COONH-的聚酯，具有優(yōu)良的綜合性能，應(yīng)用廣泛，但—COONH—基團(tuán)是親水基團(tuán)，聚氨酯表現(xiàn)為一定的親水性。而超親水性具有良好血液相容性，但是相關(guān)的實(shí)驗(yàn)確沒有取得合理結(jié)果。而超疏水表面也具有良好血液相容性。聚氨酯

人造血管凝血原理阻礙聚氨酯人造血管推廣大量使用的障礙是：血液相容性不佳。如何改善聚氨酯人造血管的血液相容性？

表面改性表面涂層物理共混微相分離結(jié)構(gòu)的覆蓋控制理論等離子體表面聚合光化學(xué)固定表面肝素化表面磷脂化物理方法化學(xué)方法微相分離改性方法

表面涂層涂層物質(zhì)有：２－甲基丙烯酰氧基乙基磷酰膽堿的共聚物甲基丙烯酸月桂醇酯甲基丙烯酸羥丙酯甲基丙烯酸三甲氧基硅丙酯的共聚物優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單使用方便表面均一缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差耐久性差脫落后對(duì)人體致害

微相分離

當(dāng)微相分離材料和血液接觸時(shí)，立即吸附血漿蛋白，親疏水性不同的蛋白質(zhì)被選擇性地吸附到不同微區(qū)，這種特定的蛋白質(zhì)吸附層不會(huì)激活血小板表面的糖蛋白，血小板就不以異物來識(shí)別，從而阻礙了凝血的發(fā)生

因此，材料表面微相分離也是獲得良好血液相容性的有效途徑。微相分離示意圖表面肝素化

肝素是最早被認(rèn)識(shí)的天然抗凝血藥物，通過抑制凝血酶原的活化，延緩和阻止纖維蛋白網(wǎng)絡(luò)的形成而阻止凝血，具有很好的抗凝血效果，亦可能會(huì)減少導(dǎo)管介入所引起的細(xì)菌感染。將肝素固定于高分子材料表面，是材料的抗凝血性改善的重要途徑，采用的方法有物理吸附法和化學(xué)偶合法。

肝素分子結(jié)構(gòu)

Heyman等以異丙醇為膨脹劑，將聚氨酯在堿液中水解，將羧基和氨基引入聚氨酯上，采用共價(jià)鍵合的方法成功將肝素固定，但所用原料毒性大，限制了其應(yīng)用范圍。

羅祥林等以二元胺為空間臂，采用共價(jià)鍵合方法在不帶側(cè)鏈官能團(tuán)的聚醚氨酯表面將肝素固定。劉建偉等采用逐步偶合接枝方法，先將聚乙二醇接枝在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯表面，然后在聚乙二醇末端通過化學(xué)偶合方法接枝抗凝血藥物肝素。

經(jīng)過對(duì)聚氨酯人造血管的浸潤(rùn)性和血液相容性研究以及對(duì)表面改性的研究發(fā)現(xiàn)

聚氨酯本身不具有超疏水性，而超疏水表面具有良好的血液相容性，增加表面粗糙度又可以增加疏水性。生活中很多超疏水的實(shí)物給我們啟示。

因此我們考慮通過表面結(jié)構(gòu)化改性在聚氨酯表面制造處具有良好疏水性能表面，在對(duì)其進(jìn)行打磨，增加其粗糙度或許是提高血液相容性的有效辦法。研究方案隨意模板制作的聚氨酯表面進(jìn)行表征和性能測(cè)試用砂紙打磨表面，增加粗糙度，在對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試根據(jù)各組測(cè)得數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析選擇結(jié)構(gòu)化物理改性：采用具有特殊表面結(jié)構(gòu)的模板。對(duì)制成聚氨酯材料表面進(jìn)行表征，和性能測(cè)試材料：聚氨酯

方法：模板法

砂紙表面掃描圖進(jìn)行表征和測(cè)試后，對(duì)表面進(jìn)行粗糙化處理，在進(jìn)行表征和性能測(cè)試對(duì)多組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，最終得出結(jié)論氧化鋁表面掃描圖模板：氧化鋁模板：任意普通模板模板：砂紙預(yù)期結(jié)果

聚氨酯材料，用模板法進(jìn)行表面改性后，可能具有了超疏水的微觀表面結(jié)構(gòu)，砂紙打磨增加了粗糙度，所以經(jīng)過改性的聚氨酯很可能會(huì)具有超疏