研究目的 研制新型抗凝复合涂层及抗炎复合涂层材料,筛选最佳制备条件和最佳涂层模式,评价复合涂层的生物相容性、血液相容性和缓释性能。构建体外循环管路系统化涂层模式和方法,评价系统化涂层效果。研究方法 通过高锰酸钾一硫酸溶液酸化预处理体外循环管路表面,对酸化处理的管路表面进行评价,筛选出透光度好的酸化浓度;聚乙烯亚胺进一步与酸化预处理后的体外循环管路表面作用,使强阳性聚乙烯亚胺的氨基结合在管道材料表面,构建大量以氨基为主的“空间臂”。高碘酸氧化得到多醛基化海藻酸钠,多醛基海藻酸钠通过终点固定法与聚乙烯亚胺预处理后的体外循环管路表面结合,得到氧化海藻酸钠涂层。通过对比氧化海藻酸钠涂层量,正交筛选出氧化海藻酸钠涂层制备的最佳条件。重氮化处理肝素,得到醛基化肝素,通过正交筛选选出最佳重氮化处理条件。最佳条件制备的氧化海藻酸涂层与醛基化肝素涂层进行对比,评价其生物相容性、血液相容性等指标。氧化海藻酸钠和醛基化肝素通过OSA1LMDH2、LMDH1OSA2及OSA1.LMDH1三种涂层模式固定于体外循环管路表面,对三种涂层模式管路的生物相容性、血液相容性、动态脱落等指标进行评价分析,筛选最佳涂层模式。地塞米松磷酸钠通过离子键直接与聚乙烯亚胺预处理的体外循环管路结合,构建PPD单涂层模式;地塞米松磷酸钠通过离子键、空间缠绕与氧化海藻酸钠涂层管路结合,构建PPI复合涂层模式;地塞米松磷酸钠与氧化海藻酸钠预混,通过空间缠绕及离子键与氧化海藻酸钠结合,结合后的复合涂层物通过终点固定法、离子键与聚乙烯亚胺预处理的体外循环管路结合,构建PPC涂层模式;对PPD、PPI及PPC三种涂层模式管路进行生物相容性、血液相容性及地塞米松动态释放等性能评价分析,筛选最佳涂层模式。采用体外循环长管路、动脉滤器、恒温烧瓶串联模式,以滚压泵为驱动力,使反应液和涂层物与长管道、动脉滤器均匀作用。通过涂层物定量、动态脱落实验、泵压检测等评价系统化涂层方法的可行性和安全性。研究结果 研究结果表明,高碘酸氧化获取多醛基海藻酸钠及重氮化反应获取醛基化肝素均安全可行;通过红外扫描证实,经化学表面预修饰及终点固定法可以使OSA及LMDH涂层物有效固定到体外循环管路表面。定量实验显示,OSA.LMDH复合涂层与OSA及LMDH两种单涂层相比,海藻酸及肝素涂层密度均无显著差异(p>0.05),提示复合涂层模式对OSA及LMDH的有效固定并无影响。在生物相容性评价中,OSA.LMDH组、OSA组与LMDH组相比,表面接触角均显著减(p<0.05),提示海藻酸钠涂层物可显著改善体外循环管路表面的亲水性,LMDH涂层物对亲水性的改善无显著作用,复合涂层对海藻酸钠改善体外循环管路亲水性能无显著影响。同样的变化趋势表现在蛋白吸附实验结果中,OSA涂层物可明显减少体外循环管路表面蛋白吸附量(p<0.05),LMDH涂层物并不能改善体外循环管路表面蛋白吸附情况,多糖复合涂层物保有减少蛋白吸附的作用。在血液相容性评价部分,LMDH涂层物具有显著抗凝效果,表现为APTT及TT时间延长(p<0.05)。OSA涂层物可显著延长APTT时间(p<0.05),具有一定的抗凝效果。OSA.LMDH复合涂层物抗凝效果虽劣于LMDH单涂层物,但同样可显著延长APTT及TT时间(p<0.05),具有较好的抗凝效果。海藻酸钠及肝素大分子片段化并没有改变它们的抗凝特性。血小板粘附方面,OSA.LMDH复合涂层和LMDH涂层物一样具有显著减少血小板粘附的功效(p<0.05),改善了体外循环管路的血液相容性,有效预防了进一步的血栓形成。血栓形成方面,OSA.LMDH复合涂层可显著减少血栓形成。在地塞米松复合涂层研究中,PPD、PPI及PPC三种涂层模式均能固定DSP,PPI组及PPC组具备抗凝、抗血小板及抗蛋白粘附性能;在DSP缓释性能方面,PPC组明显优于PPI组及PPD组。模拟体外循环的串联涂层方法可以实现酸化预处理、PEI化及涂层物固定。经系统化涂层模式制备的LPVC及动脉滤器,涂层物固定量稳定,动态脱落少。涂层动脉滤器进口压力、跨滤器压力及流量/转速变化小。研究结论 LMDH涂层物抗凝效果优良,但生物相容性和抗蛋白粘附效果较差。OSA涂层物生物相性好并具有一定的抗凝效果。OSA.LMDH复合涂层物既可改善PVC管路的生物相容性,又具备双重抗凝效果,OSA.LMDH复合涂层物兼具生物相容性好和血液相容性好的优点。醛基化海藻酸钠-地塞米松复合涂层具备良好的血液相容性和生物相容性,通过共价交联的DSP能够达到缓释效果。新构建的系统化涂层模式安全有效。