涂层技术在体外循环装置中的应用及意义

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1、涂层技术在体外循环装置中的应用及意义　　【关键词】涂层技术;体外循环;人工材料　　1963年Gott等人[1]首次制成肝素涂层，其抗凝特性得到肯定。肝素涂层技术的发明最初仅是为改善体外循环(cardiopulmonarybypass,CPB)引起的凝血反应，但随着研究的进展，人们发现肝素涂层还具有抑制血液成分激活，减少炎性因子释放等特性，能显著缓解CPB后的炎性反应[2-5]，涂层技术因而成为减少心脏术后炎性反应的一项热点。目前市场上已有多种肝素涂层产品，其成分和原理不尽相同。同时，各种非肝素涂层的其他涂层技术也在积极研制或已投入临床

2、使用，它们的性能与肝素涂层相比较各有千秋。　　　　1肝素涂层技术　　　　1.1DurafloⅡ涂层(BaxterInc.)主要成分为肝素-卞烷胺-氯化物复合物，系离子键结合方式。　　　　DurafloⅡ涂层能减少纤维蛋白原的吸附，继而避免血小板激活、黏附和清除;与抗凝血酶Ⅲ相互作用，阻止Ⅻa因子及激肽释放酶启动血液接触反应，抑制凝血、纤溶与补体系统活化，最终缓解机体炎性反应;在CPB环路中与血液接触，形成稳定的双层生物相容性表面，结构与人体内皮表面相似。　　　　1.2CarmedaBioactiveSurface涂层(CBAS)(Me

3、dtronicInc.)主要成分为肝素分子和亲水性基质层，系端点附着的共价键结合方式。　　　　CBAS涂层的肝素成分具有抗凝特性和生物相容性，并与血管内皮细胞一样带负电荷;端点附着的结合方式保证肝素分子的活性位点能自由参与生物反应;亲水性基质层与材料表面连结紧密，避免肝素分子从表面脱落。　　　　1.3BiolineCoating涂层(Jostra/BentleyInc.)主要成分为高分子量肝素Liquemin(HoffmanLa-Roche)和固化多肽分子(Safeline涂层)，结合方式为共价键和离子键结合。　　　　Bioline涂

4、层将固化多肽分子均匀覆在材料表面，支持肝素分子发挥生理效应，并作为肝素分子与材料表面相连的桥梁;肝素和多肽之间同时存在共价键和离子键，既保证了肝素分子的连接稳定性，又保护了肝素分子的活性基序;固化多肽创造出连续性表面，接近天然内皮表面。　　　　1.4Corline涂层(CHS)(CorlineSystemsAB)主要成分为大分子肝素共轭体和一种特殊的连接分子，结合方式为共价键结合。　　　　Corline涂层中的大分子肝素共轭体是由70个肝素分子连结而成的一条输送链，含有大量的阴离子基团，能与任何阳离子材料表面紧密结合;线性的聚胺分子为

5、肝素共轭体的稀释液，保证了肝素共轭体与材料表面的平整结合，使得多数肝素分子链朝向血液界面，在血液中自由发挥抗凝效应。　　　　1.5TriliumBio-passiveSurface涂层(TBS)(AvecorInc.)主要成分为肝素分子，硫酸盐/磺酸盐基团，聚氧化乙烯(polyethyleneoxide,PEO)和亲水性基质层，结合方式为共价键结合。　　　　TBS涂层中肝素分子的活性结合位点能自由参与生物反应;硫酸盐/磺酸盐基团与功能层合为一体，类似带负电的血管内皮系统;PEO链具有极强的亲水性，能在血液与材料表面之间建立起一层绝缘水

6、层，阻止细胞和蛋白质附着;亲水性基质层与材料结合紧密，避免涂层脱落。　　2非肝素涂层技术　　　　2.1XCoatingTM(TerumoInc.)又称PMEA涂层主要成分为聚2-甲氧基丙烯酸(PMEA)。　　　　PMEA是无肝素成分的生物相容性聚合物涂层。其同时具有亲水性和疏水性的双重特性，因而既能结合各种材料形成新的表面，又能减少蛋白质变性及血小板黏附;PMEA与材料的接触面呈疏水性，与血液的接触面呈亲水性，血液中的水分子在涂层的亲水界面中聚集，形成结晶结合水层，从而抑制血液成分的激活。　　　　2.2Mimesys涂层(Ph.I.S

7、.I.O，SORINInc.)主要成分为磷酸胆碱(PC)，甲基丙烯酸，月桂基链。　　Mimesys涂层的设计灵感来自Zan等人首次成功将甲基丙烯酸-磷酸胆碱/月桂基-甲基丙烯酸共聚物与合成材料结合，模拟了细胞膜外层，阻止了蛋白质黏附以及黏附的蛋白质(主要是白蛋白)不发生变性。　　2.3SMARxT涂层(CobeInc.)主要成分为硅/己内酰胺共聚物。　　　　SMARxT涂层的作用原理可能与改变蛋白质的结合位点有关。纤维蛋白原含六个血小板激活位点[6-8]，纤维蛋白原接触疏水性材料后，其中三个位点与材料表面结合，其余位点表达并激活血小板

8、;纤维蛋白原接触改良的亲水性材料后，黏附减少，但较弱的激活位点与材料表面结合，较强的激活位点表达，更强烈地激活了血小板。SMARxT涂层结构为亲水域和疏水域相嵌合的微域结构，可与纤维蛋白原的所有激活位点结合，从而避免血小