李方，王进，李鹏，孙鸿，黄楠
(西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室，四川省人工器官表面工程重点实验室，四川成都610031)
In vitro blood compatibility of dacron surface with hirudin-immobilizetion
LI Fang, WANG Jin, LI Peng, SUN Hong, HUANG Nan
(Lab of Surface Modification of Artificial Organs of Sichuan, Key Laboratory of Advanced Technologies of Materials of Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstract：PET films were exposed to Ultroviolet irradiation to produce peroxides on their surfaces. These peroxides were then used as inducers for the polymerization of acrylic acid (AA) in order to introduce carboxylic acid groups onto PET surface (PET-AA). Hirudin-immobilized PETs were prepared by the hirudin chemically reacted with the PET-AA. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) proved that hirudin molecules were effectively immobilized on PET films. The result of double-water contact angle showed that the hydrophilicity of surface-modified PETs was improved. The platelet evaluation in vitro indicated that the platelet adhesion and activation was suppressed on hirudin-immobilized PET surfaces.
Key words：hirudin；blood-compatibility；dacron；surface modification
摘要：利用紫外辐照仪在聚对苯二甲酸乙二醇酯（涤纶，PET）膜表面接枝聚丙烯酸（PET－AA）长链分子，再通过化学方法进一步固定水蛭素，获得的改性表面的X光电子能谱分析表明：水蛭素分子被有效地固定在PET表面。改性表面的水接触角降低，亲水性得到改善。体外血小板粘附实验的结果显示，固定了水蛭素的PET薄膜的血液相容性比未改性的PET膜有明显的改善。
关键词：水蛭素；血液相容性；涤纶；表面改性
中图分类号：TB323；TB34 文献标识码：A
文章编号：1001-9731（2004）增刊
1 引言
近几十年来，合成高分子材料被广泛应用于生物材料及医疗器械的制备，包括人工血管、人工心脏等心血管系人工器官。然而合成高分子材料在与血液接触时，在界面会发生一系列复杂的相互作用，导致凝血反应和血栓的形成，从而限制了其在血液接触材料上的进一步应用，因此，对高分子材料进行表面改性以提高材料的血液相容性成为研究的热点之一。涤纶材料（PET）已被广泛应用于人工心血管器官的制备，例如：人造血管、人工心瓣缝合环等[1]。水蛭素是由水蛭口器中提取的一种由65种氨基酸组成的单链多肽[2,3]，其是凝血酶的直接抑制剂[5]。本文报道了通过化学方法在PET表面固定水蛭素，并对改性表面的成分、结构、性质以及血液相容性进行了相关研究。
2 实验
将PET膜浸入减压蒸馏过的10%（质量分数）丙烯酸溶液中，并通入1h氮气以驱除反应阻拒剂氧，经紫外光辐照，取出薄膜清洗；将已接枝过聚丙烯酸的PET膜浸泡在80mg1-乙基-3-二甲基酰氨基醛碳二亚胺（WSC）/80ml柠檬酸钠溶液中5h后用蒸馏水清洗干净，置于水蛭素溶液中24h。薄膜取出后用超声波蒸馏水清洗，处于净化室中室温干燥。样品编号为PET－HRD。反应流程如图1所示。
采用X射线光电子能谱(XPS)分析表面的化学成分，静态接触角测定仪测定表面的双蒸水接触角。体外血小板粘附实验对材料的血液相容性进行评价。是将新鲜人血离心所得的富血小板血浆（PRP），将试样在37oC的血小板血浆中培养2h，再经生理盐水液漂洗，0.2%和0.5%的戊二醛固定液固定，系列脱水，脱醇，临界点干燥后于光学显微镜和扫描电子显微镜下观察血小板形态，并随机选20个视场进行粘附率统计分析。
3 结果与讨论
3.1 亲水性
未处理过的PET薄膜的水接触角为73.0 o，固定水蛭素后的表面接触角降低到60.9 o。由此表明，PET膜表面固定水蛭素后亲水性增强。
3.2 X射线光电子能谱(XPS)
图2为PET膜固定水蛭素前后的XPS图谱。可以看出，固定水蛭素之后的PET薄膜表面在286eV，400eV，532eV分别有3个峰。分别对应于C1s峰，N1s峰，和O1s峰。因为PET膜只含有C元素和O元素，没有N元素，而固定了水蛭素的PET薄膜表面有N1s峰存在，可以证明PET膜表面成功地固定上了水蛭素分子。
3.3 体外血小板黏附
图3为材料表面粘附的血小板扫描照片。可以看到，未改性的PET薄膜血小板聚集和变形程度很高，而固定了水蛭素分子的PET薄膜表面血小板聚集和变形程度降低。
图4为固定水蛭素的PET薄膜与空白PET薄膜表面血小板粘附行为的统计结果。固定水蛭素的PET薄膜表面粘附的血小板数量与未固定的PET薄膜相比显著减少，未激活数量百分比也明显高于未改性PET薄膜。这表明固定水蛭素分子的PET薄膜其血液相容性得到改善。可能的解释是水蛭素能直接抑制凝血酶[4]，与凝血酶1：1结合形成不可逆的复合物，从而使凝血酶失去作用[2,4]。水蛭素与凝血酶结合后，使凝血酶的蛋白酶解作用和与内皮细胞血栓调理素的结合作用受到抑制，进而使凝血酶诱导的血小扳聚集和释放功能受到抑制，从而表现出良好的抗凝效果[4]。
4 结论
（1）经紫外辐照和化学固定在PET表面有效地固定了水蛭素。
（2）固定水蛭素的PET薄膜亲水性增强。
（3）固定水蛭素的PET膜血液相容性显著改善。
参考文献：
[1] Young Jin Kim, Inn-Kyu Kang, Man Woo Huh. Surface characterization and in vitro blood compatibility of poly(ethylene terephthalate)immobilized with insulin and/or heparin using plasma glow discharge [J]. Biomaterials, 2000, 21:121-130.
[2] 徐从高. 低分子肝素和水蛭素在抗凝治疗中的应用[J].山东医药, 2000, (21):43-45.
[3] 孟庆义, 沈洪. 第六例－水蛭素的作用和临床应用[J]. 中国中西医结合急救杂志, 2000, (3):191-192.
[4] Alkhamis Taha M, Beissinger Richard L, Chediak Juan R. Effect of hirudin on platelet deposition to an artificial surface during low-stress shear flow of whole blood [J]. Biomaterials, 1993, 14(11):865-870.
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50203011)；西南交通大学校基金资助项目(2002B02)；国家重点基础研究规划项目(G1999064705)
作者简介：李方（1979－），女，河南渑池人，在读硕士。（E-mail：nhuang@263.net），Tel：028-87600625
论文来源：中国功能材料及其应用学术会议,2004年,9月12-16日
