生物大分子层层组装改性pet及其内皮细胞相容性研究

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1、浙旺大学硬士学位论文(2006)摘要聚对苯二甲酸乙二醇酯(poly(ethyleneterephthalate)，PET)是广泛应用于大、中型动脉替代物的人工血管材料。但是，当应用于小口径(直径小于6mm)的人工血管时，常由于血栓的形成而导致移植的失败。内皮化是解决这’+问题的重要途径。为实现P盯人工血管的内皮化，需要对其进行表面改性，在其表面引入活性基团，得到内皮细胞相容性良好的界面。本文主要研究采用生物大分子对PET材料进行组装改性，以改善其表面的内皮细胞相容性。首先，根据PET分子结构特点，以平面膜为模型，采用氢氧化钠碱解，在其表面引入羧基。用X光电子能谱对引入的

2、羧基进行了定性测试，用甲苯胺蓝法对其进行了定量测定，用接触角及原子力显微镜测试技术对碱解后PET膜片的亲水性及表面形貌进行了表征。实验证明表面的羧基含量可以通过调节反应条件如：反应时间、反应湿度、反应液浓度等进行控制，从而有效调控材料表面的亲水性以及表面形貌。羧基的引入不仅提高了材料的亲水性，更重要的是赋予了基材表面一定的负电荷。在碱解的基础上，将静电吸引层层自组装(Layer—by—layer)的技术引入到PET材料的表面改性中。首先采用带正电的壳聚糖(Chitosan)以及带负电的硫酸软骨素(Chondrotinsulfate，CS)对碱解的PET膜片进行组装改性，

3、并利用紫外一可见吸收光谱、静态水相接触角测试对组装的过程进行了跟踪和检测。组装遵循线性增长的规律，原子力显微镜测试表明组装的聚电解质层逐渐覆盖基材表面，使得碱解的粗糙表面逐渐趋于光滑。体外细胞培养结果证明，Chitosan／CS多层膜的存在有效地促进了内皮细胞在PET材料表面的粘附以及正常功能的表达，但是不能有效地促进细胞的增殖。为了促进内皮细胞在PET材料表面的增殖，进一步采用胶原(Collagen)和硫酸软骨素在PET表面进行组装。紫外一可见吸收光谱测试表F凋Collagen、CS的组装与Chitosan／CS体系不同，其变化遵循非线性增长的规律。细胞培养结果表明，

4、5层Collagen／CS改性的PE谢料(Collagen为最外层)具有最好的细胞相容性，能够有效地促进细胞的增殖。在建立了PET平面膜改性方法学的基础上，用碱解并自组装的方法对PET编织人工血管进行了表面改性。由于具有较大的比表面积，碱解可以在PET人工赣江大学碗士学位论文(2006)血管纤维表面引入相比平面膜更多的羧基。扫描电子显微镜测试表明了Collagen／CS多层膜在纤维表面的组装。培养在改性后的PET血管表面的内皮细胞的生长呈典型的“S”形曲线，内皮细胞在纤维表面充分铺展并沿纤维方向取向。碱解基础上的静电层层自组装改性技术为实现人工皿管的体外内皮化提供了⋯种

5、实用、操作简便的改性方法，为促进聚合物生物材料在组织工程领域中的应用提供了实验依据。关键词：碱解，静电吸引层层自组装。表面改性，细胞相容性，PET人工血管，生物大分子，内皮化II塑型兰鲨丝竺!Poly(ethyleneterephthalate)(PET)hasbeenusedsuccessfullyintreatingthepathologyoflargediameterarteries(>6mm，innerdiameter)，buthasnotbeenproventobesuccessfulinreplacingsmalldiameterbloodvessels(<

6、6mm)．Incompletecoverageofendothelialcells(ECs)onthevasculargraftsurfacesandthesubsequentmyointimalhyperplasiaarethemainreasonsforthelong—termfailureofthesmall-diametervasculargraft．EndOthelializatjOnisoneapproachtosolvethisproblem．Inordertocarwouttheendothelializationofvasculargraft，surf

7、acemodificationisneededtoproducecytocompatibleinterfaces．ThedestinationofthisstudyistofabricatecytocompatiblesurfaceorinterfaceonPETmaterialviasurfacemodification．Fristly,usingthetypicalmethodofhydrolysis，carboxylgroupswereintroducedontothesurfaceofPETnIm．Theoccurrenceofh