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随着人类预期寿命的延长和医疗技术的进步，血液接触类医疗器械应用需求日益攀升。常见的血液接触类器械包括心血管支架、中心静脉导管、体外循环设备和心脏设备（如起搏器、心脏瓣膜和心室辅助设备）等。尽管在过去的几十年中，研究者们为提高上述器械所使用的材料的血液相容性付出了不懈的努力，但目前仍未能发展出一种能够长期用于血液环境而完全不引发不良反应的材料，医疗器械表面的血栓形成仍然是一个普遍性问题。器械使用者需要长期或终身服用抗凝药物，但其中一些药物已被证明会导致血小板减少或出血。
血液接触材料表面抗凝血改性已被证明能够预防血栓形成和减少患者服用的抗凝血药物剂量。然而，市售的抗凝血涂层，包括生物惰性涂层和生物活性涂层，通常基于单一的抗凝血策略。这类涂层的抗凝功能在长期使用过程中面临失败的风险。考虑到人类凝血系统存在多种途径，因此多种抗凝策略的协同作用可能会在血栓形成的不同阶段提供单独的、有针对性的效果。
近日，苏州大学材料与化学化工学部陈红教授团队报道了一种多阶段抗凝表面策略。该策略将带负电的聚（对苯乙烯磺酸钠-co-低聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯）和带正电的聚赖氨酸-co-1-金刚烷-1-甲基丙烯酸乙酯），通过静电逐层自组装（LBL）在基底上构建基质层。随后通过主客体相互作用在表面修饰氨基β-环糊精，并接枝肝素。
图1多阶段抗凝表面的构建过程
合适POEGMA含量使得这种多阶段抗凝表面在植入初期表现出良好的惰性，能够抵抗多种血浆蛋白质的吸附，包括纤维蛋白原（Fg）、人血清白蛋白（HSA）与免疫球蛋白G（IgG）。值得注意的是，该表面表现出了对纤溶酶原的选择性吸附，且随着POEGMA含量增加，这种选择性进一步增强。
图2材料表面的蛋白质吸附研究
当凝血反应发生时，肝素及时发挥其抗凝活性，阻断血栓形成的途径。当血栓形成不可避免时，赖氨酸可以结合纤溶活性分子发挥纤溶作用，溶解初生血栓。
图3表面的血栓溶解测试
图4 表面血液相容性研究
血液接触材料的植入往往会引发平滑肌细胞黏附增殖，导致血管再狭窄。改性表面在肝素和POEGMA的共同作用下表现出对平滑肌细胞黏附增殖的抑制作用与对内皮细胞黏附增殖的选择性促进作用，有利于表面内皮化。该工作为构建血液接触材料的长效抗凝表面提供了全新的思路。
图5 表面细胞黏附增殖测试
图6 表面内皮细胞活性测试
相关研究以“Multistage Anticoagulant Surfaces: A Synergistic Combination of Protein Resistance, Fibrinolysis, and Endothelialization”为题发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》上，论文的第一作者为苏州大学硕士研究生冯鉴，通讯作者为苏州大学陈红教授与刘小莉副教授。
来源：高分子科学前沿
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