超疏水性表面的制备及血液相容性研究

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1、江苏大学硕士学位论文超疏水性表面的制备及血液相容性研究姓名：郑傲然申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：周明20070601江苏大擘硕士学位论文摘要生物材料的血液相容性是指生物材料表面抑制血栓形成和生物材料对血液的溶血现象、血小板功能降低、白细胞暂时性减少、功能下降以及补体激活等血液生理功能的影响。它与材料表面亲疏水性、表面能、界面张力以及表面荷电性等有密切关系，因此表面改性被认为是改善材料抗凝血性能的重要途径，深入了解材料表面与血液之间相互作用和认识抗凝血表面改性机制是研究者的重要任务。表面微图形技术通过控制内皮细胞在材料表面的粘附及

2、生长能力，进而改善材料的血液相容性，目前已成为生物材料表面改性的一个新的研究热点。本文采用软刻蚀法制各不同形貌的微图形表面．它们分别是PDMS方形柱阵列结构、平行光栅结构、乳突结构以及光滑表面。通过控制微图形的几何结构参数，获得不同尺寸的微图形表面。采用扫描电子显微镜观察样品表面形貌，发现制各的微结构表面具有高质量的尺寸精度和表面质量。对所有微结构表面进行接触角测试，进而计算得到材料的表面能及与生物物质问的界面张力等，并研究微图形对其性能的影响。结果表明：表面微图形可以提高材料的疏水性，增加材料表面能极性分量和色散分量的比值，降低材料与生物物质问

3、的界面张力。对光栅微结构表面以及乳突状结构表面上的接触角测量结果进行分析，发现这些表面上的微纳结构对润湿性能影响更大。血液相容性涉及的因素非常多，其机理的研究及性能的表征也非常复杂，单一孤立的参数并不能说明某种材料的血液相容性的优劣。本文通过血小板粘附实验、动奎凝血试验、溶血试验以及微图形表面特性研究系统地分析了材料与血液相互作用特性，生物材料血液相容性研究表明：(1)对三种不同形貌材料表面血小板枯附的研究，发现材料表面疏水性的提高可以减少血小板的粘附；材料表面的微纳双重结构，更能减少血小板的粘附。(2)通过动态凝血实验的研究，可以得出异体材料的

4、介入肯定会激括凝血途径，使凝血时间变短。材料表面疏永性的提高，对延长凝血时间有一定的帮助，对提高材料抗凝血性能来说，微纳双重结构的影响尤为显著。(3)通过对三种不同形貌材料进行溶血试验，观察血细胞的变化发现，微图江苏大学硕士学位论文形表面的溶『f『L率都能达到5％以下的生物医用标准。材料表面疏水性能的提高，能有效减少溶血现象的发生。上述所有实验结果表明微图形表面具有良好的血液相容性，町应用于与血液相接触的生物医用材料表面改性。关键词：软刻蚀，接触角，表面能，血液相容性，血小板粘附，凝血Ⅱ江苏大学硕士学位论文ABSTRACTBiomatefial'

5、sbloodcompatibilityisthatbiomaterialsurfacehastheabnitytoanticeagnlateandeffectonhemolysis，plateletfunctionreduction，leucocytedecreasing,alexinactivationandbloodphysiologicalfunction．Biomaterial'sbloodcompatibilityhascloserelationtomaterialsurfacepropertiessuchassurfacewettab

6、ility,surfaceenergy,interfacetensionandsurfacecharge．Accordingly,surfacemodificationisregardedasasignificantiTleamgtoimprovetheanticoagulatiouofbiomaterials．It'sagreattaskforresearcherstothoroughlystudytheinteractionsofbiomatefialsurfacewithbloodandfurtherrecognizethesurfacem

7、odificationmechanismofanticoagulationmaterials．Forimprovingthebloodcompatibilityofthematerials，surfacemicro-pattemfabricationtechnologyisasignificantmethodtocontroltheadhesionandproliferationofendothelialcellsonmaterials．Nowadays，thesurfacemicro-pattemtechniquehasbecomeallimp

8、ortantmodificationmethodforbiomaterials．inthispaper’PDMSsquarepillar