矽膠的醫(yī)學應(yīng)用及其未來發展(三)
表麵改性
表麵(miàn)改性是既能提高材(cái)料的生物相容性和抗凝血性,又不改(gǎi)變聚合物本身優(yōu)良性質的有效途(tú)徑。表麵改性後的矽膠生物(wù)彈性體需達到如下要求:1、良好的生物相容性;2、良好的抗凝血(xuè)性;3、適宜的表麵親水-疏水平衡;4、較強的消除非(fēi)特異性識別能力。
等離子表麵改性方法主要采用等(děng)離子聚合,等離子體聚合是將高分子材料暴露於聚合性氣體中(zhōng),在高分子材料表麵沉積一層較薄的聚(jù)合物膜(mó)。該方法可以在材料表麵引入磷酸基、羥基等(děng)官能團,改善材料與(yǔ)生(shēng)物環境的相互作用。等離子技術用於改性矽橡膠表麵國(guó)內外已經有(yǒu)大量的(de)報道。國外資料報道在4種不同的氣體介質中研究了等離子處理的矽膠(jiāo)穩定性以及等離子處(chù)理對界麵血液相容性的影響。結果發現,在4種不(bú)同的氣體介質中,經處理的矽膠表麵都有不同程度的刻(kè)蝕(shí),導致吸水性相應增加,並(bìng)且用O2和Ar處理的矽橡膠表麵血液相容性下降,而用N2和NH3處理的矽橡膠表麵抗凝血性提高。
◆ 表麵接枝
表麵接枝主要(yào)有輻射(紫外光輻射、激光輻射、X射線及γ射(shè)線輻射)引發(fā)接枝、等離子引(yǐn)發接枝及臭氧引發接枝等
方法。
輻射接枝是利用高能輻射在聚合物表(biǎo)麵產生活性點(自由基或離子),再由該活性點引發單體接枝聚合。輻射接枝所用的單體主(zhǔ)要是一些親水性(xìng)的(de)化(huà)合物,如N-乙烯基吡咯(gē)烷酮、甲基丙烯酸β、羥基酯(HEMA)、丙(bǐng)烯酸(Acc)、丙烯酰(xiān)胺(àn)(AAm)等。隨著組(zǔ)織工程的發展,對材料的表麵(miàn)要(yào)求也越來越高,為了抑(yì)製非特(tè)異性相互作用,使細胞在類似(sì)體內細(xì)胞外基質中發揮其功能,人們又試(shì)圖在(zài)聚合物表麵接枝天然高(gāo)分子材料。國外資(zī)料報道利用輻射接枝法將鄰-丁酰基殼聚糖(OBCS)接(jiē)枝到矽膠表麵,結果發現,在該接枝矽膠表(biǎo)麵血小板(bǎn)附著量明(míng)顯減少。
用簡單(dān)等離子處理過的矽(guī)膠表麵,在放置一段時間後會出現親水性的惡化,用等離子(zǐ)引發接(jiē)枝則可以避免此現象。利用等離子引(yǐn)發(fā)接枝的研究已有(yǒu)很(hěn)多報道。接枝聚合(hé)物(wù)所(suǒ)用的單體有親水性物質,如HEMA、AAm、Acc等,以及天然(rán)高分子物質。磷(lín)酸膽堿(MPC)是生物細胞膜的主要成分,將它固定到聚合物表麵,可以有效提高材料的生物相容性。
臭氧引發接枝是一種新型表麵改性技術,該技術易於操作,可以處理(lǐ)形狀複雜的矽(guī)膠(jiāo)表麵,而且成本較低。它(tā)是將聚合物(wù)置於臭氧氣體中(zhōng),在聚合物表麵形成過氧基團,這些過氧基團有引發聚合乙烯(xī)基單體的能(néng)力,通過臭氧接枝後,醫用矽(guī)膠材料表麵的親水性和血液相(xiàng)容性都(dōu)大大提高了。
◆ 表麵塗層
表麵塗層的方法主(zhǔ)要有噴塗法、浸塗法、表麵鍍金法、等離子沉積法及仿生合成法。按照形成塗層的物質可分為親水性聚合物塗層、天然高分子塗層、金屬塗層和特殊功能(néng)的塗層(如(rú)藥物等)。按塗(tú)層的功能(néng)又可以分為抗菌性塗層、具有生理(lǐ)功能的(de)塗層及藥物釋放塗層等。抗菌性塗層可以抑製細菌的(de)黏附,降低植入物的(de)感(gǎn)染率;而具有生理功能的塗層則充當了能與生物活性(xìng)體相(xiàng)適應的(de)過(guò)渡層,為材料表麵的細胞提供更好的生長(zhǎng)環境。國內研究人員利用浸塗(tú)法在矽橡膠表麵形成幾丁(dīng)聚(jù)糖塗層,提(tí)高了矽膠的生物相容性(xìng)和抗菌性。黏液素塗層所具有(yǒu)的獨特性質可用來減少微生物感染。MPC作為(wéi)生物材料的仿生塗層並(bìng)得到認可(kě)已有10多年的曆史,這類塗層膜含有MPC細胞膜的天然性(xìng)質(zhì),有抗血栓、抗炎症性和低的體細胞(bāo)及細菌黏附性。
仿生合成技(jì)術是20世紀90年代以來出(chū)現的模仿生物礦(kuàng)化中在(zài)有機物調製下形成無(wú)機物的新合成方法。國內科研人員通過仿生合成的方法在矽橡膠表麵製得了羥基(jī)磷灰石(HA)微(wēi)晶塗層。