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文章编号:1001-9731(2013)24-3520-06
功银材料
2013年第24期(44)卷
心血管植入生物材料表面生物化修饰研究进展
李贵才1,2,3,杨苹2,黄楠2
(1.南通大学江苏省神经再生重点实验室,江苏南通226001;
2.西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室,四川成都610031; 3.淮阴工学院江苏省介人医疗器械重点实验室,江苏淮安223003)
摘要:表面修饰是生物医学材料领域的核心技术之一,其根本目的就是要使生物材料表面具有更好的生物相客性。目前,人们已经开发出了多种生物材料表面修饰的方法。根据生物材料应用领域的不同以及面临间题的差异,其所果取的表面修饰方法也各有区别,或减少蛋白吸附和疑血,或控制细胞粘附、生长和分化,或改善材料的力学性能等。心血管生物材料领域的表面修饰技术主要针对提高材料的血液相容性和内皮细胞相容性等方面,进一步可以拓展到组织工程和再生医学方面。就心血管植入生物材料的研究现状、表面生物化修方法以及针对不同目的的表面改性技术进展进行了综述,以期能够为设计和开发新代心血管植入医疗装置提供重要的参考。
关键词:心血管植入生物材料;表面修饰;血液相容
性;内皮化:复合功能
中图分类号:TB324;TB318.08
文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.24.002 1心血管植入生物材料表面修饰概述
心血管植人生物材料在植人体内后将不可避免地和人体组织或血液接触并导致血栓形成,从而影响植人材料的疗效,因此这类材料的表面性质对其生物相容性的好坏至关重要。表面修饰是生物医学材料领域的核心技术之一,其根本目的就是要便生物材料表面其有更好的生物相容性。与表面反应相关的参量有很多,如亲水/疏水性、表面能、表面势、管能团、表面电荷、受体位点、分子的运动、粗糙度/质地以及表面分子的空间取向等。表面修饰就是通过改变这些性质来控制生物材料表面的生物反应性质。目前,表面修饰技术已经被广泛应用于心血管植人生物材料的表面改性以提高其生物相容性。除了设计、制备性能优异的新材料外,通过对传统材料进行表面物理、化学和生物改性是一条有效的途径。表面覆膜是应用比较早的一种方法,通过不同的方法在材料表面制备一层无机的或者有机的薄膜,可以起到提高材料血液相容性和抗
腐蚀性的作用,如类金钢石薄膜")、纤维涂层[3]、碳化硅涂层[4}、Ti-O薄膜5]等。但是,以上方法仍然摆脱不了远期血栓的形成和并发症的出现。另外,人们还采用了包括表面化学接枝、光接枝、等离子体接枝等技术对生物材料的宏观表面性质进行了修饰,也在不同程度上改良了材料的生物相容性]。但是,随着人们对生物材料一表面界面的非特异性作用和生命单元表面行为的不断认识,越来越多的研究者认识到,只有在更微观的尺度上实现对生物材料的表面特异性生物活性作用的精确控制才是从根本上解决生物材料生物相容性的关键。
目前,表面接枝生物分子以改善生物相容性的生物方法即是着眼于此。表面接枝生物分子是近些年来发展比较快的一种生物材料表面修饰方法,这种方法首先在物理力学性能适合的材料表面引人官能团,然后通过各种方式引发聚合,建立特定的分子结构,把具有抗凝血或者促内皮化功能的分子接枝到材料表面,以赋予材料优良的血液相容性和细胞相容性。而且所选用的生物分子本身毒性较低,具有较好的生物相容性,通过选择不同的生物分子,如肝素、RGD肽段[*)、VEGF9]等,可以获得具有抗凝或促内皮化等不同生物学功能的表面,而且还具有表面构建的可控性。 2心血管植入生物材料表面固定生物分子的
方法
目前,心血管植人生物材料表面固定生物分子的方法主要分为物理方法和化学方法两种。
物理方法主要包括物理吸附法、静电自组装法、以
及微接触印刷术,其中物理吸附法最简单,但其固定的生物分子在体内的释放难以控制,无法保证其长期疗效,目前采用直接物理吸附的方法固定生物分子的研究已经比较少见。静电自组装法制备工艺简单,通过简单的交替浸涂技术可实现材料表面组装分子纳米、亚微米尺度的有规结构设计,能保证生物分子的生物活性,并可在具有复杂体型结构的装置和材料上实现。
,基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2011CB606204);国家自然科学基金资助项目(30870629
51175212);江苏省介人医疗器械重点实验室开放课题资助项目(JR1205)
收到修改稿日期:2013-07-05
通讯作者:杨苹
收到初稿日期:2013-02-21
作者简介:李贵才(1981一),男,山东莱芜人,博士,师承杨革、黄精教授,从事生物材料研究。