基于多巴胺衍生物有机功能涂层的制备及其性能研究

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1、国内图书分类号:TB324,TB34,R318.08密级：公开国际图书分类号:541.43西南交通大学研究生学位论文基于多巴胺衍生物有机功能涂层的制备及其性能研究年级2015级姓名杨滔申请学位级别工程硕士专业机械工程指导老师赵元聪副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TB324,TB34,R318.08U.D.C:541.43SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisPREPARATIONANDPROPERTIESOFORGANICFUNCTIONALCO

2、ATINGSBASEDONDOPAMINEDERIVATIVESGrade:2015Candidate:YangTaoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:MechanicalEngineeringSupervisor:Prof.ZhaoYuanCongMay.2018本论文得到以下项目资助感谢“国家重点研发计划课题”血液相容材料和器械表面构筑(2016YFC1100402)对本论文的资助！西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着医学、材料学等技术的发展，越来越多的疾

3、病治愈成为了可能。介入治疗是治疗很多疾病的重要途径之一，随着对病理研究和植入器械植入病变部位造成的影响的研究深入，对植入器械多样化和多功能化的需求也更加的紧迫。植入器械植入病变部位后，材料表面生物相容性是影响植入体发挥作用的重要因素。材料表面改性是改善植入器械表面生物相容性和实现表面多功能化的重要手段之一。目前基于多巴胺的材料表面改性有大量的文献报道，其形成的聚多巴胺涂层能够牢固的粘附在各种材料表面；涂层表面含有大量的二次反应活性官能团，为材料表面生物功能化提供了二次反应平台。本文用多巴胺和甲基丙烯酸酐合成了N-3,

4、4-二羟基苯乙基甲基丙烯酰胺（DMA）。通过FTIR、1HNMR和HRMS对DMA进行了表征和分析，结果表明合成成功。随后用DMA和三种含伯胺的分子制备了三种涂层，三种分子分别是多巴胺（DA）、1,6-己二胺（HMD）和三（2-氨基乙基）胺（TAEA），分别标记为SS-DMA+DA,SS-DMA+DMA,SS-DMA+TAEA。制备的涂层通过WCA、表面形貌观察和PDP等方法表征，结果表明SS-DMA+TAEA涂层相对更好，故筛选出DMA和TAEA用于构建二次反应平台。通过调节DMA和TAEA的比例制备了三种有机功能

5、涂层，标记为SS-DT2.5,SS-DT5和SS-DT10。通过SEM、WCA、FTIR、XPS等测试方法对有机功能涂层进行了表面形貌、亲疏水性和理化性质等材料学表征和分析，结果表明涂层相对于316LSS表现更好的亲水性且DMA和TAEA之间发生了迈克尔加成和希夫碱反应；涂层的稳定性通过侵泡实验和电化学性能测试，结果分析表明涂层具有良好的稳定性；通过纤维蛋白原粘附与激活、血小板粘附与激活对制备的有机功能涂层表面进行了血液相容性评价和分析，结果表明涂层的抗凝血效果显著性优于316LSS，特别是SS-DT5；通过内皮细胞

6、（EC）和平滑肌细胞（SMC）的体外静态培养对制备的有机功能涂层表面进行了细胞相容性评价，结果表明涂层具备优于316LSS的细胞相容性。为验证涂层的二次反应活性，在DT5表面通过化学的方式固定了特异性多肽（TK14）。通过对FTIR,WCA和XPS等测试结果分析，表明多肽在涂层表面固定成功；固定多肽表面血液相容性和细胞相容性的评价方法同有机功能涂层的评价方法相同，结果表明固定多肽的表面仍然保持良好的抗凝血性能、能够特异性促进内皮细胞的粘附和增殖，同时特异性的抑制平滑肌细胞增殖。所有结果表明有机功能涂层具有二次反应活性

7、，能够用于西南交通大学硕士研究生学位论文第II页生物材料表面功能化。综上所述：DMA具备与含伯胺分子通过发生迈克尔加成和希夫碱等反应形成网状分子粘附到基底表面制备稳定富含二次活性官能团涂层的能力。DMA和TAEA制备的涂层表现更好的性能，且可通过控制DMA和TAEA的比例调控涂层表面的官能团。DMA和TAEA制备的有机功能涂层具备良好的稳定性、抗凝血性能和细胞相容性，且涂层表面的官能团可用于生物分子的固定，例如固定多肽（TK14），实验结果表明固定的多肽能保持良好的活性。本文提供了一种基于多巴胺衍生物制备富含二次活性

8、官能团有机涂层的方法，该有机涂层能够为植入器械多样化和多功能化提供平台。关键词：表面改性；多巴胺衍生物；有机功能化涂层；特异性多肽；生物相容性西南交通大学硕士研究生学位论文第III页AbstractNowadays,moreandmorediseaseshavebeenpossibletocure,withtherapiddevelopment