医用微弹簧圈材料的表面改性研究

医用微弹簧圈材料的表面改性研究

论文摘要

医用微弹簧的促血栓形成能力和内皮化能力是临床介入治疗应用的基本性能要求,对医用微弹簧进行表面修饰可以改善其促血栓性和内皮化能力。本论文针对现有医用微弹簧材料存在的问题,选择TiO2生物功能薄膜作为研究体系,利用非平衡磁控溅射沉积技术合成具有不同特征的3种TiO2薄膜,并运用X射线衍射(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)对薄膜表面结构、成分、微观形貌进行表征,同时对薄膜的接触角等进行了测试。采用体外血小板粘附试验对3种TiO2薄膜材料进行了促血栓形成能力的对比评价,结果表明,一定性质的TiO2薄膜具有较好的血栓形成能力,进一步的薄膜表面人脐静脉内皮细胞种植试验表明,优化的TiO2薄膜表面的内皮细胞具有良好的粘附性和生长行为。在此工作基础上,对磁控溅射合成具有一定特性的TiO2薄膜使用一定浓度的NaOH溶液对其表面进行活化,并通过偶联固定Ⅰ型胶原,在材料表面形成Ⅰ型胶原物理吸附/化学接枝共涂层,通过接触角测量、傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、以及原子力显微镜(AFM)等检测手段进行材料处理前后表面性质表征。采用体外血小板粘附试验对其进行促血栓形成能力评价,结果表明,经过处理后的TiO2薄膜具有优良的血栓形成性;进一步的薄膜表面人脐静脉内皮细胞种植试验表明,经过处理后的TiO2薄膜表面的内皮细胞具有良好的粘附性和生长行为。综合分析结果表明,非平衡磁控溅射沉积技术制备TiO2薄膜,并在此基础上通过表面生物化方法之一的固定Ⅰ型胶原对TiO2薄膜进行表面改性,可以得到性能更加优异的医用微弹簧圈。因此,通过对医用弹簧圈表面进行修饰来改善其表面的生物学行为与功能,是提高弹簧圈临床疗效的可靠途径。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 生物医用材料
  • 1.2 医用微弹簧圈材料
  • 1.2.1 介入栓塞术及栓塞材料
  • 1.2.2 医用微弹簧圈
  • 1.3 生物医用材料的表面改性
  • 1.3.1 生物材料表面表面改性方法研究现状
  • 1.3.2 医用微弹簧圈材料表面表面改性方法研究现状
  • 2改性涂层研究现状'>1.3.3 材料表面 TiO2改性涂层研究现状
  • 1.3.4 无机材料表面固定生物大分子方法研究现状
  • 1.4 本课题目的及意义
  • 第2章 实验方案及内容
  • 2.1 实验总体设想
  • 2.1.1 非平衡磁控溅射法
  • 2.1.2 物理吸附/化学接枝共涂层构建法
  • 2.2 研究方法
  • 2.2.1 X射线衍射能谱(XRD)
  • 2.2.2 X射线光电子能谱(XPS)
  • 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)
  • 2.2.4 原子力显微镜(AFM)
  • 2.2.5 傅立叶红外光谱(FTIR)
  • 2.2.6 接触角测量及表面能计算
  • 2.2.7 材料的凝血性能
  • 2.2.8 材料的内皮化性能
  • 第3章 非平衡磁控溅射法
  • 3.1 实验原理
  • 3.2 材料与方法
  • 3.2.1 薄膜的合成
  • 3.2.2 X射线衍射能谱(XRD)
  • 3.2.3 X射线光电子能谱(XPS)
  • 3.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
  • 3.2.5 原子力显微镜(AFM)
  • 3.2.6 接触角测量及表面能计算
  • 3.2.7 材料的凝血性能
  • 3.2.8 材料的内皮化性能
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 薄膜的合成
  • 3.3.2 XRD结果
  • 3.3.3 XPS结果
  • 3.3.4 SEM结果
  • 3.3.5 AFM结果
  • 3.3.6 接触角及表面能结果
  • 3.3.7 材料的凝血性能结果
  • 3.3.8 材料的内皮化性能结果
  • 3.4 小结
  • 第4章 物理吸附/化学接枝共涂层构建法
  • 4.1 实验原理
  • 2膜表面活化'>4.1.1 TiO2膜表面活化
  • 4.1.2 硅烷偶联剂和偶联原理
  • 2膜表面固定I型胶原'>4.1.3 TiO2膜表面固定I型胶原
  • 4.2 材料与方法
  • 4.2.1 实验步骤
  • 4.2.2 傅立叶红外光谱分析(FTIR)
  • 4.2.3 X射线光电子能谱(XPS)
  • 4.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
  • 4.2.5 原子力显微镜(AFM)
  • 4.2.6 接触角测量及表面能计算
  • 4.2.7 材料的凝血性能
  • 4.2.8 材料的内皮化性能
  • 4.3 结果及讨论
  • 4.3.1 FTIR结果
  • 4.3.2 XPS结果
  • 4.3.3 SEM结果
  • 4.3.4 AFM结果
  • 4.3.5 接触角及表面能结果
  • 4.3.6 材料的凝血性能结果
  • 4.3.7 材料的内皮化性能结果
  • 4.4 小结
  • 第5章 分析与讨论
  • 5.1 薄膜材料凝血机理研究
  • 5.2 细胞与材料之间的相互作用机理研究
  • 2改性涂层对材料凝血性和内皮化性能的影响'>5.3 材料表面 TiO2改性涂层对材料凝血性和内皮化性能的影响
  • 2改性涂层对材料凝血性能的影响'>5.3.1 材料表面 TiO2改性涂层对材料凝血性能的影响
  • 2改性涂层对材料内皮化性能的影响'>5.3.2 材料表面 TiO2改性涂层对材料内皮化性能的影响
  • 5.4 材料表面 I型胶原涂层对材料凝血性和内皮化性能的影响
  • 5.4.1 材料表面 I型胶原涂层对材料凝血性能的影响
  • 5.4.2 材料表面 I型胶原涂层对材料内皮化性能的影响
  • 2改性涂层和 I型胶原涂层相互关系探讨'>5.5 材料表面 TiO2改性涂层和 I型胶原涂层相互关系探讨
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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