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  血液接觸設(shè)備包括植入器械、留置醫(yī)療器械和體外循環(huán)器械等廣泛用于臨床實踐。然而，盡管已經(jīng)使用了數(shù)十年，血栓和感染仍然是治療失敗的主要原因。為了減少血栓形成和感染發(fā)生，抗凝藥物(例如肝素)和抗生素常用于臨床實踐。然而，肝素的使用會導(dǎo)致嚴重的不良反應(yīng)，包括自體出血、血小板減少、及皮下組織明顯壞死等；而抗生素的應(yīng)用會引起細菌耐藥，這給感染性疾病的治療帶來了許多新問題。因此，迫切需要提出一種新的策略，替代肝素和抗生素的使用，以達到抗凝和抗感染的協(xié)同作用。

  一旦器械與血液接觸，血漿蛋白會在材料表面粘附和變性從而引發(fā)急性血栓和急性炎癥；而且,器械感染的初始階段是細菌在材料表面發(fā)生可逆的粘附。因此，構(gòu)建抗污平臺可以有效的阻止血栓和感染的發(fā)生。據(jù)研究報道，超親水表面不僅具有抗污性能，而且還具有良好的生物相容性。目前被廣泛使用的超親水涂層主要包括聚乙二醇分子刷和兩性離子聚合物涂層，然而這兩種涂層的使用都有一定的限制，如高度依賴表面修飾密度、表面均勻性和聚合物鏈長度等，此外，兩種涂層的免疫原性和穩(wěn)定性也是需要考慮的問題。四川大學(xué)國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵教授團隊構(gòu)建了一種具有抗污性能的新型超親水涂層。

圖1. 受貽貝啟發(fā)的超親水涂層的制備示意圖。

圖2. 超親水涂層沉積在PVC管材基底(a)，涂層的表面形貌(b)和水接觸角(c)。

  在高碘酸鈉的作用，多巴胺和Ag⁺被快速氧化、聚集形成聚多巴胺/銀的復(fù)合納米顆粒并沉積在PVC管材內(nèi)腔和外側(cè)。涂層表面大量的親水基團如羧基、氨基、酚羥基，協(xié)同微納拓撲結(jié)構(gòu)，使得該新型聚多巴胺涂層的水接觸角小于5°，具有超親水性能。

圖3. 血液半體循環(huán)實驗(a)；各種材料管腔內(nèi)血栓形成情況(b)及內(nèi)表面抗血栓形成能力比較(c)。

  該超親水涂層表面不僅可以有效的抑制蛋白質(zhì)的非特異性粘附，還可以維持所粘附蛋白的天然構(gòu)象，從而抑制材料表面血栓的形成，使得涂層表面具有優(yōu)異的抗凝血性能。

圖4. 在不同材料周圍形成抑菌圈(a)，不同細菌在各個樣品表面的粘附情況及活性(b)。

  在抗污平臺的協(xié)同作用下，該新型超親水涂層表面負載低劑量的銀離子等即可實現(xiàn)優(yōu)異的抗菌性能。而且，涂層具有優(yōu)異的長效抗菌性能。

  基于貽貝靈感的多功能新型超親水平臺具有優(yōu)異的抗血栓和抗菌性能，且制備過程簡單，涂層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全，表明這種新的設(shè)計策略可為新型抗凝、抗菌界面設(shè)計提供新的思路。

  該論文工作由四川大學(xué)國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵教授團隊完成，并發(fā)表在Chemical Engineering Journal 402 (2020) 126196上，論文第一作者是博士生李林華，通訊作者是王云兵教授和羅日方副研究員。王云兵教授團隊長期致力于血管支架、心臟瓣膜、血液接觸導(dǎo)管等材料與器械的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究工作，上述工作得到了十三五國家重點研發(fā)計劃專項、國家自然科學(xué)基金及111引智基地項目的資助。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138589472032324X