血栓及再狭窄等术后并发症仍然是制约心血管支架临床应用的主要因素。多年来,尽管研究者们对血管支架的工艺参数等进行了大量设计和优化,但仍难以避免并发症的发生。血管内皮层具有天然的抗凝血和抗内膜过度增生的功能,因此,在心血管材料表面形成一层完整的内皮层被广泛认为是解决术后并发症的理想方法。目前,通过材料表面仿生微环境构建加速表面内皮化已成为研究热点,但迄今为止,研究者们尚未找到一种理想的表面理化性质和生物功能的组合,来满足临床上对心血管材料生物相容性的要求。基于血管内皮再生的机理,本文在Ti基材料表面分别构建了共价型和纳米颗粒装载型两种层粘连蛋白/肝素/SDF-1α多功能微环境,以期实现在抗凝和抗增生的基础上,诱导并加速材料表面血管内皮再生。论文主要内容如下。(1)共价型层粘连蛋白/肝素/SDF-1α微环境的构建与研究。第一步,Ti经碱热活化处理后,通过静电结合作用将富含氨基的多聚赖氨酸组装于Ti表面；第二步,将一定浓度比例的层粘连蛋白/肝素共混,通过EDC偶联剂将共混共价固定于材料表面：最后,利用肝素与SDF-1α之间的特异性结合作用,进一步将SDF-1α组装于材料表面。在第二步中,由于层粘连蛋白和肝素之间存在相互结合的作用,因此改变层粘连蛋白的浓度比例不仅会影响材料表面蛋白质的固定密度,也会间接影响表面肝素的固定量和活性。本研究通过详细的理化性质表征和生物相容性评价,发现当层粘连蛋白/肝素共混浓度达到0.2/5.0 mg*ml-1时,材料表面具有最优的细胞相容性和血液相容性。动物实验结果进一步表明,该工艺在体内能有效促进内皮再生,并抑制血栓形成和内膜增生。优化工艺中引入SDF-la后,发现并未对血管内皮细胞、平滑肌细胞及内皮祖细胞的增殖行为产生明显的效果,但能够在一定程度上促进内皮细胞迁移,并能够显著增强内皮祖细胞向材料表面的归巢。(2)纳米颗粒装载型层粘连蛋白/肝素/SDF-la微环境的构建与研究。第一步,将一定浓度比例的层粘连蛋白／肝素复合物与多聚赖氨酸共混,利用肝素与多聚赖氨酸可通过静电作用自发组装形成纳米颗粒的特性,制备出载有层粘连蛋白的肝素／多聚赖氨酸纳米颗粒；第二步,在Ti表面沉积聚多巴胺涂层,利用纳米颗粒表面暴露的氨基可与多巴胺发生西弗碱反应的特性,将纳米颗粒固定于材料表面；最后,利用肝素与SDF-la之间的特异性结合作用,将SDF-1α进一步组装于纳米颗粒修饰的表面。在第一步纳米颗粒载体的制备中,发现改变肝素与多聚赖氨酸的浓度比例会影响颗粒的尺寸、稳定性以及在多巴胺表面的固定密度,通过体外生物相容性评价发现当肝素与多聚赖氨酸浓度比例大于(7.0/0.5 mg*ml-1时,表面具有选择性促进内皮和内皮祖细胞生长,而抑制凝血和平滑肌过度增殖的效果。此外,本研究还发现层粘连蛋白装载后,颗粒在材料表面的固定密度会增加,通过进一步的体外生物相容性评价,发现当肝素与多聚赖氨酸浓度比例为10.0：0.5时,材料表面具有最优的细胞相容性和血液相容性。该工艺中进一步组装SDF-1α后,发现对ECs的增殖行为无明显影响,但能有效抑制凝血,同时促进ECs的迁移,EPCs的粘附和归巢。(3)两类微环境的对比研究。为了进一步探索表面合理的生物微环境的构建方式,本文对两类微环境的最优工艺进行了体外和体内生物相容性对比研究。研究发现,共价型微环境中生物分子的稳定性高,而纳米颗粒装载型微环境则表现出持续性控制生物分子释放的能力；共价型微环境中层粘连蛋白暴露密度较高,但肝素生物活性和SDF-1α组装量明显低于纳米颗粒组；两类微环境促进ECs和EPCs生长水平相当,但纳米颗粒装载型微环境具有更加优异的抗凝、抗炎以及诱导EPCs动员归巢的能力；动物体内实验发现纳米颗粒装载型微环境能更有效的抑制血管内膜过度增生。(4)构建时序功能性表面微环境的探索性研究。基于两类微环境的对比研究结果,以及对材料植入血管内后引起的生物学应答进程的认识,本研究进一步提出了构建时序功能性表面的初步构想。即材料表面构建的生物微环境应当能够在不同的病理学阶段提供相对应的治疗。本文选择特定的纳米颗粒载体(肝素与PLL浓度比例为5.0/0.5 mg*ml-1作为时序性功能研究对象,通过设立体外动态释放模型,以及体外和体内的生物相容性评价,发现纳米颗粒修饰的表面具有良好的生物分子控释能力,能够实现1-7天内有效抑制凝血、炎症和平滑肌过度增殖,7-14天选择性促进内皮再生,而抑制凝血和平滑肌过度增殖,以及14～28天保持良好的血液相容性和促内皮再生的时序性要求。综上,本文选择层粘连蛋白、肝素和SDF-1α作为功能分子,借助生物分子之间的相互作用,对构建工艺进行了合理优化,并最终分别筛选出共价型和纳米颗粒装载型两类层粘连蛋白／肝素/SDF-1α生物微环境的构建方式。通过对两种不同微环境的体外与体内生物相容性评价以及对比研究,本文提出了构建时序性功能表面的初步设想,并通过体外评价和体内实验对其进行了初步验证。本文为心血管材料表面生物微环境的合理构建提供了重要数据支持,也为心血管支架的表面设计提供了新思路。