1。4。1 生物活性化表面改性

肝素是最古老的抗凝剂，经过多年临床应用，其抗凝血性能已得到广泛认可。 肝素具有水溶性。由于分子肝素链中的负电荷数目非常多且结构不一，导致各链 之间相互排斥，从而使肝素链之间很难相互缠结、交联，所以大分子链多为直链。 肝素具有抗凝血性与血液中的抗凝血酶Ⅲ(antithrombin Ⅲ，AT-Ⅲ)有关[9]。这是 因为抗凝血酶能与凝血酶结合，从而阻止凝血酶活化，所以就不会引发凝血反应。 然而，正常人体环境中抗凝血酶与凝血酶结合的速率并不高，但在肝素存在的情 况下，抗凝血酶与凝血酶的结合速度会显著增大，使大多数凝血酶失活，从而有 效地抑制血凝过程。

表面肝素化就是通过某种措施把肝素分子导入到基体材料上，使其成为一个 具有抗凝血性的整体，可用的方法有为物理吸附和化学结合。物理吸附作用力弱， 易脱落，所以化学结合的改性材料的稳定性要远好于简单的物理吸附。然而，物 理吸附能保证抗凝血材料的抗凝血性免于化学结合影响或损伤，因此其结合材料 整体的抗凝血性要优于化学结合。因而，表面肝素化研究的重点就是既要保证肝 素分子和基体材料整体的稳定性，又要尽可能提高材料的抗凝血性。

应锡璋等[10]通过对肝素和聚氨酯弹性体进行低温等离子体接枝，成功把肝素 以共价键的方式导入聚氨酯材料表层。经出凝血指标测试表明，肝素化处理后材 料有显著的抗凝血功能，且肝素不脱落。王秀芬等[11]等采用等离子引发的手段把 聚乙二醇和低分子量肝素导入低密度聚乙烯表层，研究成果显示材料表面接触角 降低，亲水性变好，提高了材料的抗凝血性。

天然肝素分子量较大，如果不加改良，直接应用于机体不仅会有出血的危险， 还会破坏血小板，使血液中血小板数量降低，很有可能会造成一系列难以控制的 后果。天然的大分子量肝素可通过解聚操作来制得血液相容性更好的小分子量肝 素。小分子量肝素的活性高于天然无修饰的肝素，活性更高的小分子量肝素不仅抗凝血性更好，同时还能大大降低出血的概率。小分子量肝素因具有半衰期长， 利用率高，减少出血等优点，正广泛应用于心血管疾病的预防及临床治疗[12,13]。 Rhodes 等[14]研究并对比了小分子量肝素、天然肝素、口服华法林的抗凝血效果。 实践证明，天然肝素、口服华法林引起出血的频率都比小分子量肝素高，而一天 注射一次小分子量肝素的抗凝血效果也比天然肝素好得多。论文网

图 1-1 肝素材料结构式

1。4。2 材料内皮细胞表面化改性

内皮细胞表面化就是在与血液直接作用的血管材料上形成一层与人体的血 管内皮细胞极其相似，不会导致凝血的血管内膜。

1。 血管内皮细胞具有抗凝和促凝两种作用，血液的动态平衡是靠内皮细胞 根据不同的情况选择释放或保留不同的血管活性因子来保持的[15]，在类似生物环 境条件下培养的内皮细胞能防止纤维蛋白原的沉积和血栓的生成[16]。带有细胞外 基质蛋白的无修饰的生物材料为细胞的黏附和生长提供了场所，这种材料被植入 人体后能促使内皮细胞的再生。把抗凝血剂与这种材料共混，使其混合物在材料 表面覆盖，继而产生稳定而连续的含有血细胞和血小板等血液成分的细胞膜表 层，使高分子材料表面呈现具有类似正常血管壁纤维林立的状态，当血液流过这 种不太平滑的表面时，能在极短的时间内生成稳定的凝固血栓膜，但不会发展成 血栓，然后诱导培养出血液相容性良好的内皮组织，从而起到抗凝血的作用，此 即为种植内皮细胞的全过程。依靠种植内皮细胞来改善材料表面血液相容性的方 法从理论上来看较简单，但实际操作起来，如果直接将内皮细胞种植在在基质材 料表面，不仅细胞增殖速度慢，而且成本昂贵，费时费力。