医用聚氨酯材料表面抗凝及抗菌的光辐照改性研究

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1、硕士学位论文医用聚氨酯材料表面抗凝及抗菌的光辐照改性研究作者姓名刘章拴学科专业生物医学工程指导教师吴刚教授黄焕雷教授所在学院医学院论文提交日期2018年5月StudyonSurfaceAnticoagulantandAntibacterialModificationofMedicalPolyurethaneMaterialsviaUltravioletIrradiationADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuZhangshuanSupervisor：Prof.WuGangProf.Huan

2、gHuanleiSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：R318学校代号：10561学号：201520139106华南理工大学硕士学位论文医用聚氨酯材料表面抗凝及抗菌的光辐照改性研究作者姓名：刘章拴指导教师姓名、职称：吴刚教授、黄焕雷教授申请学位级别：理学硕士学科专业名称：生物医学工程研究方向：生物医用材料论文提交日期：2018年5月25日论文答辩日期：2018年5月30日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：秦安军委员：雷文斌、薛峰、高蒙、方颖摘要血管导管需要良好的血液

3、相容性和抗菌性能，以避免临床上长期使用时诱发的并发症。导管相关并发症不仅会提高病人的治疗费用、加重病人承受的痛苦，甚至会危及病人的生命安全。因此，改善血管导管表面的抗凝抗菌性能，对其表面进行改性具有重要的临床意义。针对上述目标，本研究分别以光反应基团修饰的肝素及石墨烯为原料，在目前常的医用聚氨酯导管材料表面进行了光化学接枝，在聚氨酯医用导管表面分别获得具有抗凝及抗菌特性的修饰结构，并对其效果进行了评价。在血管导管表面抗凝的研究中，通过控制肝素在材料表面的固定位点的数量，使肝素在材料表面具有更加舒展的空间构象结构，获得更好的抗凝效果。为实现该目标，合成了叠氮光反应

4、基团修饰量分别为2.1‰（Hep-2）、5.8‰（Hep-6）、8.8‰（Hep-10）的三种叠氮化肝素；通过光化学反应，将上述叠氮化肝素通过化学键接枝在材料表面，获得表面肝素接枝密度均大致为1.0μg/cm2的三种改性聚氨酯PU-Hep-2,PU-Hep-6,PU-Hep-10；水接触角测试、Zeta电位测试和甲苯胺蓝染色定量均表明所合成的改性材料的接枝密度大致相同，凝血时间测试表明这三种材料的凝血时间（包括PT,TT,APTT）长短依次为PU-Hep-2>PU-Hep-6>PU-Hep-10，QCM测试表明三种材料对ATⅢ的吸附能力也依次为PU-Hep-2>

5、PU-Hep-6>PU-Hep-10，这表明肝素与聚氨酯表面形成的共价结合键数量对其活性具有显著的影响，最后，我们使用APTT法测定了PU-Hep-2,PU-Hep-6,PU-Hep-10的活性，他们的活性依次为原生肝素的36.9%、28.8%和22.9%。本研究第二部分的主要研究内容为探究氧化石墨烯改性聚氨酯的抗凝血和抗菌性能。我们首先通过改进的Hammer法合成氧化石墨烯，然后再通过胺化及叠氮化修饰，合成了叠氮化石墨烯，最后在UV光照条件下将叠氮化石墨烯接枝在聚氨酯表面，红外、拉曼、XRD和XPS测试证明了我们成功的合成了氧化石墨烯和叠氮化石墨烯。红外、拉曼

6、、水接触角和Zeta电位测试等表明了叠氮化石墨烯改性聚氨酯（GPU）的合成。细胞实验表明石墨烯改性聚氨酯有很好的细胞相容性，凝血时间测试表明氧化石墨烯具有更好的抗凝血性能，细菌实验表明石墨烯改性可以提高聚氨酯的抗菌性能。关键词：中心静脉导管；聚氨酯；肝素改性；石墨烯改性IAbstractAsvascularcathetermaterials,toavoidcomplicationsinlong-termuse,goodbloodcompatibilityandantibacterialpropertiesarequitenecessary.Catheterrel

7、atedcomplicationscannotonlyincreasethecostoftreatments,aggravatepatients’misery,butevenendangertheirhealth.Therefore,itisofgreatclinicalsignificancetoimprovetheanticoagulantandantibacterialpropertiesofvascularcathetersurfacebymodifyingitssurface.Inthisstudy,heparinandgrapheneoxidewit

8、hphotosensit