聚氨酯抗凝血材料的研究进展
抗凝血生物材料
Contents
1 Introduction 2 The formation mechanism and pathways of
2 凝血机制和途径
当 血 液 与 外 来 生 物 材 料 接 触 时，血 浆 蛋 白 质 会 迅速吸附沉积在 材 料 表 面，形 成 蛋 白 质 吸 附 层。 蛋 白 质 吸 附 层 的 种 类 、数 量 、取 向 等 与 材 料 的 表 面 性 质 有关，且会 影 响 到 血 小 板 和 材 料 表 面 的 相 互 作 用。 部分蛋白 质 会 促 进 血 小 板 的 黏 附，如 纤 维 蛋 白 原、 VWF、纤连蛋 白 以 及 玻 连 蛋 白 等，其 中 纤 维 蛋 白 原 对血小板的黏附起决定作用。吸附在材料表面的蛋 白 质 的 变 性 和 活 化 将 启 动 内 、外 源 凝 血 途 径 ，同 时 血 小板的黏附、活化和 释 放 又 进 一 步 引 起 血 小 板 的 凝 血反应，促使纤 维 蛋 白 原 转 化 为 纤 维 蛋 白。 不 溶 性
的纤维蛋白和血小板使血 液 凝 固，形 成 血 栓［17］。 另 外，生物材料还可直 接 引 起 凝 血 因 子 活 化 和 补 体 系 统激活而导致血栓。生物材料与血液接触后的凝血 过程如图 1 所示。
图 1 凝 血 过 程 示 意 图［18］ Fig. 1 The schematic illustration of thrombus［18］
1 引言
生物材料是一类可用于动物器官和组织的修复 与替换、疾病的诊 断 与 治 疗，与 动 物 生 物 相 容、具 有 特殊性能或功能的材料。抗凝血生物材料是生物材 料的重要组成部分，被 广 泛 应 用 于 与 人 类 血 液 和 组 织 相 接 触 的 医 用 材 料 上 ，如 血 液 透 析 系 统 、体 外 循 环
不同分子量的PEG改性聚氨酯以及表面的血液相容性研究
不同分子量的PEG改性聚氨酯以及表面的血液相容性研究摘要：采用两步法将不同分子量的PEG（400、800、1000和2000）修饰到PU膜上，获得了不同分子量PEG修饰的PU，而后考察修饰PU膜的凝血因子试验、复钙时间的测定、血小板计数和血细胞计数实验，检测不同分子量修饰的PU膜的血液相容性。
经过修饰的PU 膜和血液相容性得到了明显改善，并且随着分子量的增加，这种相容性也再增加，PEG的分子量为1000时，这种效果就达到最好。
关键词：聚氨酯PEG 血液相容性血栓1引言聚氨基甲酸酯简称为聚氨酯(PU)，是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基基或多羟基化合物加聚而成，因此主链上含有氨基甲酸酯(—NHCOO—)基团，除此之外了，还可含有醚、酯、脲等等基团。
因具有优良的物理机械性能和良好的生物相容性，虽然已经具有四十年的历史，但是目前子在许多人工器官和医疗装置中发挥着至关重要的作用[1]。
但是在临床上，聚氨酯依然会带来像血栓形成等类似的不良生物反应，这可能是由于和生命环境的不相容造成的，因此，对去进行改性获得更加优良的生物相容性的聚氨酯材料是非常必要和有意义的[2]。
当疏水性的材料表面与血液接触后，它能与血液中的蛋白发生强的疏水-疏水相互作用，改变了蛋白的构象，这就会导致蛋白质在材料表面产生不可逆的吸附，从而出现凝血的现象。
通过在疏水性材料表面嫁接亲水性物质能有效的减少和降低这种作用，从而抑制凝血现象的发生[3]。
在众多的亲水性改性材料中，聚乙二醇因能够有效的防止蛋白吸附和血小板的粘附而被受亲睐[4-5]。
因此，本研究采用两步法将不同分子量的PEG（400、800、1000和2000）修饰到PU 膜上，获得了不同分子量PEG修饰的PU，而后考察了修饰PU膜的凝血因子试验、复钙时间的测定、血小板计数和血细胞计数实验，检测不同分子量修饰的PU膜的血液相容性。
2.实验材料和方法2.1 实验材料聚乙二醇400、聚乙二醇800、聚乙二醇1000和聚乙二醇2000（Aldrich公司），4,4-二苯甲基二异氰酸酯（MDI，Aldrich公司），琥珀亚胺碳酸二酯（DSC，Aldrich公司），甲苯，DMF，聚氨酯均为国药试剂，分析纯。
医用聚氨酯
Part V 医用聚氨酯的发展前景
1.由于聚氨酯具有良好的生物相容性和抗血栓性
，因此，可生物降解聚氨酯在生物医学领域具 有巨大的发展潜力。 2.热塑性聚氨酯TPU在医疗卫生领域的开发，也 正向生物工程、细胞工程、免疫工程等方面迅 速发展。 3.国内也有不少单位从事过或正在从事医用聚氨 酯的应用，但推广应用不够、影响不大，与发 达国家相比差距很大。因此，国内应该加强该 方面的研究和推广应用，使医用聚氨酯的应用 前景更加广阔。
7. 敷料
医 用 止 血 海 绵 （ 聚 氨 酯 树 脂 ）
8.药物缓释载体 将含羟基的抗病毒引入聚氨酯链段 作为治疗试剂，通过氨基甲酸酯水解使 药物缓慢的释放出来，研究表明该类材 料对药物的缓释具有最好的效果。
9.接触眼镜
作为接触眼镜使用的材料， 除了要求具备高含水量和高透明 度及良好的机械性能之外，还必 须具有良好的氧渗透性，否则易 导致角膜炎。由于聚氨酯水凝胶 与其他类型水凝胶相比具有良好 的生物相容性、血液相容性及机 械性能，早在1974年，Blair等 人就提出将亲水性聚氨酯应用于 接触眼镜中。
聚氨酯材料血泵
2.人造血管
聚氨酯是一种弹性良好的高分子材料，小径 微孔聚氨酯血管具有良好的血液相容性与天然血管 相匹配的顺应性，可大大减少新内膜增生。
3.矫形绷带
4. 假肢
5.计生用品 避孕栓、避孕套
6.医用胶黏剂
美国bristol-myers公司用聚 醚多元醇、聚酯多元醇或2者的 混合物与脂肪族、脂环族、芳香 族或它们混合物形成的二异氰酸 酯反应成功地制成新型医用聚氨 酯压敏粘合胶。该聚氨酯粘合剂 可用于制备医疗领域中自黏薄膜 结构，尤其用于吻合器械、创伤 橡皮膏、创伤包敷料及纱布绷带 等。
聚氨酯研究进展范文
聚氨酯研究进展范文
一、简介
聚氨酯是一种多元素化合物，由含氮的多聚物和醇的醚和羧酸化合物（N，OH）构成。
它是一种大分子化合物，由不同类型的功能性单体通过
多元官能团通过氨基加成反应而合成。
聚氨酯具有优良的耐热性、耐寒性、耐腐蚀性、耐老化性、密度低、机械性能好等优点，是一种适用于各种工
业场合的新型化学材料。
二、应用
聚氨酯广泛应用于化学、电子、航空航天、环保、汽车、建筑、冶金
等行业。
其中，航空航天应用最为广泛，该材料的特性能够满足航空航天
装备的要求。
在航空航天领域，聚氨酯材料用于制造发动机和阀门的堵漏
和维修，也可用于吊锚杆和救生衣。
聚氨酯在航空航天领域的广泛使用，
为飞行创造出更安全、更经济的环境。
聚氨酯在电子行业的应用也十分普遍，其中，聚氨酯可以用于制造电
子元件，例如印刷电路板，可以提供电子元件高耐压性能。
此外，聚氨酯
还可用于保护电子元件，以防止气体和水分渗入，它还可以用于制作电子
导热剂和阻尼器，例如电阻变压器，用来维护电子线路的性能。
生物医用抗凝性材料的研究进展
生物医用抗凝性材料的研究进展摘要：在我国，重症肝病、肾功能不全患者都要经历接受血浆置换或血液滤过等治疗手段，血液需由体内引出经过置换装置或透析膜才能达到疗效。
目前还没有成功研制出抗凝血透析膜，但是血液在体外接触透析膜会诱发凝血机制导致治疗无法进行，临床医师会根据患者情况输注抗凝血药物，重症肝病及肾功能不全患者自身抗凝血功能已经很差，如果继续输注抗凝药物，可能会导致患者因出血而死亡。
因此，临床对抗凝血性的生物医用透析膜的需求十分紧迫，结合多年来抗凝血材料的研究发展，这一问题将会最终得到解决，为提高患者生命质量和保障患者健康发挥重大作用。
本文主要分析生物医用抗凝性材料的研究进展。
关键词：生物医用材料;血液相容性;凝血机制;抗凝血引言生物医用材料是一种与生物系统接触，对生物体病损组织、器官进行诊断，治疗、修复及诱导再生或增强其功能的高新技术材料。
生物医用材料可用于治疗心血管疾病患者，为其提供人工心脏或人工血管;还可用于控制药物和生物活性物质的释放;也能用于骨和牙齿等硬组织的更替和修复。
按照材料功能性，生物医用材料分为可降解材料、组织工程材料与人工器官、齿科材料、控释材料、仿生智能材料、临床诊断及生物传感器等。
最初生物医用材料的研究需满足治疗疾病的目的，而现在着重于改善材料生物相容性，从而减少并发症的发生，提高患者生命质量及医院医疗水平。
尽管功能性机械心脏瓣膜、血管支架、血液充氧器和血泵已经在临床上被广泛使用，但合成材料与血液之间产生的影响，如破坏红细胞、血小板，吸附血液中的蛋白和电解质，造成血栓形成和血栓栓塞事件，成为临床需要解决的难点。
1、与血液接触的生物医用材料的安全性能要点在临床应用和生物技术中，多数生物医用材料会涉及到与血液接触，如冠状动脉支架、生物心脏瓣膜、血液透析器、人工肺、导管等。
这些材料与血液接触后可能会产生一系列安全问题，例如诱导血栓形成，引起感染或其他并发症。
因此，涉及与血液接触的生物医用材料，需要重点关注材料的安全性能，主要包括抗菌性能、生物相容性、血液相容性等。
医用聚氨酯
医用聚氨酯材料的研究进展学号：111102216班级：11110222姓名：王成摘要: 综述了医用聚氨酯材料的研究进展, 重点介绍了改善医用聚氨酯材料生物相容性的方法,包括本体改性法、表面修饰法以及超分子化学和组织工程中的聚氨酯改性, 展望了其在医学中的发展前景。
随着社会的发展和技术的进步, 新材料的应用越来越广泛。
高分子材料在医疗领域的应用是其发展的方向之一。
聚氨酯( PU )材料因为其特殊的化学结构、良好的物理机械性能、良好的生物相容性和血液相容性, 广泛应用于医学领域[ 1] 。
从20世纪50年代聚氨酯材料在修补骨骼裂缝的应用, 至今已经历了50 多年的历史, 其产品包括[ 2] 人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、烧伤敷料、心脏起搏器绝缘线、缝线、各种夹板、导液管、人工血管、气管、插管、齿科材料、插入导管、计划生育用品等。
一般来说, 对医用高分子材料的要求是[ 3]: 稳定性好、耐生物老化、无毒、无害, 不会引起炎症、癌症或者其它疾病; 生物相容性好; 有一定的耐热性, 便于高温消毒, 易于高温成型; 对一些身体内的非永久性材料, 要求在一定的时间内被降解。
对于特殊的应用场合, 对材料有特殊的要求。
而聚氨酯材料则能满足这些要求, 在此基础上改性的聚氨酯材料性能更优。
近年来, 医用聚氨酯材料的研究很活跃, 涌现了一大批的成果,作者就目前的研究进展和发展前景进行综述。
1 医用聚氨酯材料的制备医用聚氨酯材料是通过聚醚或聚酯二元醇与异氰酸酯得到预聚物, 再用二元胺或二元醇进一步扩链制得。
医用聚氨酯材料是一种线性嵌段共聚物,由聚醚或者聚酯作为软段, 脲基或者氨基甲酸酯作为硬段组成。
硬段之间的强静电作用促进硬段聚集形成微区, 产生微相分离[ 4] 。
聚氨酯的优良性能也就因此而得来。
2 生物相容性与聚氨酯改性生物相容性[ 4, 5] 是指当合成材料植入生物体内,细胞膜表面的受体会积极寻找与之接触的材料表面所提供的信号, 以区别所接触的材料是自体还是异体, 经过相互作用, 来确定生物体的忍受程度, 是生命组织对非活性材料产生合乎要求反应的一种性能。
聚氨酯材料的应用与研究进展
聚氨酯（PU）属于高分子，其主链中含有氨基甲酸酯特征单元。
聚氨酯材料的制备离不开异氰酸酯（NCO）和活泼氢。
一、聚氨酯材料概述聚氨酯材料（简称T P U）为聚合物，经多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或小分子多元醇、 多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成。
对制备聚氨酯材料的原料种类和组成变化就可以得到产品形态和性能不一样的聚氨酯材料。
因此聚氨酯材料形态多样，有柔软的，也有坚硬的，硬质泡沫塑料，密封胶，胶粘剂弹性纤维，以及油漆涂料等。
对此聚氨酯应用广泛，在汽车制造业、交通运输业、石油化工、航空、医疗、土木建筑、冰箱制造、农业、鞋类、机电等领域都有深入涉及。
国外早在1937年就开始了对聚氨酯材料的研究，同时也在工业领域中有所应用。
之后以英美为代表的其他国家引进德国的聚氨酯树脂制造技术，投入工业使用。
然而，我国在20世纪50年代才开始聚氨酯工业，到如今已取得一定的进展，对聚氨酯的应用研究也越来越深入。
二、聚氨酯材料的应用与研究进展1.汽车用聚氨酯材料的应用与研究进展。
近年来随着我国一直坚持并深入可持续化发展战略和汽车行业竞争愈加激烈，在未来汽车行业一定是注重产品质量大于产能产量的趋势，高质量、低成本、环境友好的产品会受到越来越多人的青睐。
在其中，聚氨酯（PU）以及复合材料因优异的耐磨性、耐热性、机械性能、软硬度可调等性能成为汽车制造行业的明星材料。
当前汽车用的PU材料类别多样，包含泡沫塑料、弹性体、胶粘剂、涂料以及PU革等，应用范围大到汽车的车身，小到汽车的底盘以及电器设备。
PU泡沫材料在汽车行业的应用主要是因为其具备质量轻、可以隔热、弹性好、舒适度高、耐用、吸振性高等特点，可以令车的舒适度大大提高，因此能够满足汽车多方面的应用。
一些学者研发的以低相对分子质量、多官能度的聚醚多元醇和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯（MDI）为主要原料，经历发泡、稳定以及催化等过程从而合成的聚氨酯软泡材料被广泛应用在坐垫以及脚垫等，可以很好的吸收噪音以及减震特点。
聚氨酯材料的研究与应用
聚氨酯材料的研究与应用聚氨酯材料是一种具有广泛应用前景的高分子材料。
它具有独特的物理化学性质和材料特性，广泛应用于鞋材、汽车、建筑、电气、医疗等领域。
近年来，随着我国化工产业的不断发展，聚氨酯材料的研究也日益深入。
本文将从聚氨酯材料的研究与应用两个方面进行探讨。
一、聚氨酯材料的研究聚氨酯是通过异氰酸酯与多元醇反应合成而成的高聚物。
它的结构特点是由于醇基与异氰酸酯基的反应形成尿素键结构、酯键结构、芳香环结构或环氧结构等多种结构单元基团，因此可以制备出多样化形态的聚氨酯材料，如硬质泡沫、软质泡沫、弹性体、涂料、胶粘剂、热塑性聚氨酯弹性体等。
聚氨酯材料具有优异的物理化学性质和材料特性，如高强度、高硬度、高耐磨性和耐酸碱腐蚀性能好，同时也具备优异的阻燃性、绝缘性、耐疲劳性等特点。
因此，近年来聚氨酯材料的研究方向主要围绕如何提高聚氨酯材料的制备工艺和材料特性展开。
研究聚氨酯材料的制备工艺涉及到配方设计、反应条件、传质和流变学等方面。
其中，配方设计是关键的方法，随着材料科学的快速发展，制备工艺已经得到了很大的改进。
例如，采用新的多官能团多醇设计合成聚氨酯，可以得到具有高分子化程度、高交联程度的硬质泡沫材料；改善反应控制，可以控制聚氨酯的聚合速率和反应时间，使聚氨酯材料得到优化。
在传质和流变学方面，加入表面活性剂、改变反应时间和温度等首尾相连的方法可以提高聚氨酯材料的物理化学性质，并从根本上解决当代社会面临的低碳环保问题，实现高效和可持续。
二、聚氨酯材料的应用聚氨酯材料作为一种具有广泛用途的高分子材料，广泛应用于建筑、汽车、电气、医疗等行业中。
聚氨酯建筑保温材料是传统保温材料的升级换代产品，具有重量轻、隔热性能好等特点，广泛应用于房屋保温材料中。
聚氨酯填充材料具有优异的性能，作为一个结构材料可以用于汽车的制造、电子设备和航空航天工业中的制造。
在工业领域，聚氨酯应用广泛，例如钢板、铝板或塑料板的保温、隔热、纵向及横向联系可以用聚氨酯型材加以实现。
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聚氨酯抗凝血材料的研究进展摘要：聚氨酯由于其优良的抗凝血性能和良好的物理机械性能而成为目前研究和应用最广的一种生物医用高分子材料。
本文就经典聚氨酯材料、接枝型聚氨酯、离子型聚氨酯及其它具有良好发展前景的聚氨酯抗凝血材料的研究进展作扼要综述[6]。
关键词：抗凝血材料、聚氨酯、聚醚分子量1 引言人类使用天然高分子化合物，如丝、棉、麻、毛、胶、漆……等已有几千年的历史。
古代虽然没有现在化学知识，但许多天然高分子利用过程中都涉及到了化学过程，如大漆、桐油、骨胶、发酵等等[3]。
上百年前，人们已开始利用硫磺与天然橡胶形成弹性体，到了近代，人们开始利用化学知识进行高分子反应，比如，纤维素改性是典型的高分子化学反应，通过它获得了赛璐璐制作的乒乓球、炸药，以其他改性纤维素制作的织物和胶黏剂等，在特殊条件下的选择性高分子化学降解反应使人类得到甲醇、乙醇……在化学的各个领域中，高分子科学是相对年轻的学科。
它的发展，使人类通过合成化学，获得了社会发展必需的且不可替代的高分子，不仅丰富了化学科学，而且为材料科学、生命科学、凝聚态物理和信息科学与技术的发展做出了贡献。
高分子合成化学近年的一些重要进展包括: 可控自由基聚合、树枝状高分子、活性配位聚合、某些芳香化合物可控偶联或缩聚反应、易位( 开环) 聚合、二氧化碳与环氧烷类的交替聚合、点击聚合、动态聚合物等。
我国学者在这些领域都取得重要进展。
生物医用高分子领域是与人类健康与生活质量密切相关的分支学科。
利用合成高分子的特殊性能，研究医用高分子材料的工作已广泛受到重视。
牙科材料是最早研究并获得应用的医用高分子，其难点依然很多，生物相容性与力学性能仍是主要问题，快速光固化高分子单体或预聚物的研究还要求最好能消除聚合收缩，以避免形成缝隙。
从眼科材料来说，用于白内障患者的人工晶体是一种光学性能、生物相容性都很好的高分子材料，最好的是具有形状记忆功能的，只需几毫米的创口; 隐形眼镜也是特殊的合成高分子，至于广泛替换玻璃的树脂镜片，更是视力矫正的首选。
各种医用高分子植入体的研究与应用对医用高分子研究提出了许多挑战。
同时，医疗过程中的用于体外的高分子材料还有许多重要研究需求，如用于血液透析治疗肾病的选择性吸附高分子、血液储存塑料袋、塑料注射器和静脉点滴塑料瓶与管等。
在生物工程中所用的高分子材料一般统称为高分子生物材料[11、12]。
下面本文将重点介绍高分子生物材料的研究进展和发展趋势。
2 血液相容性材料和血液在材料表面的凝血机理血液相容性材料的研究已持续了几十年。
由于很多体内植入材料和半体内应用的材料均和血液相接触, 这方面研究一直受到广泛的重视。
大量研究表明, 血液与外界材料相互作用的机理十分复杂,当普通的生物医用材料与血液接触时，在1到2分钟内就会在材料表面产生凝血现象。
一般认为：血液的凝血分为两个过程。
首先，血浆在几秒钟内蛋白吸附在材料表面，形成厚度大约20nm 的蛋白质吸附层。
这一过程对血栓的形成起重要作用,而且与材料的表面性质密切相关。
其次，吸附在材料表面的蛋白质变性,在Ca2+存在的条件下,将引起血小板的粘附、聚集、释放反应，结果导致血小板血栓的形成[1]。
与此同时，血液中的凝血酶原通过级联反应的方式被快速激活，生成凝血酶。
凝血酶催化可溶性的纤维蛋白原转化为不溶的纤维蛋白。
纤维蛋白自发地聚合形成纤维网，加上被吸附积淀下来的血小板，使血液的流动性下降，最后凝结成块状物即形成血栓。
如图1、2[3]。
在形成血栓的整个过程中，蛋白质的吸附和血小板的粘附、聚集及释放反应还有促凝酶的产生，协同作用，相互促进，不断加速血栓的形成。
因此其中最核心的过程是蛋白质吸附层的存在导致血小板粘附而出现的凝血。
图1 材料表面与血液的初始相互作用图2 可能的凝血机制根据这一假说, 以各种方式降低材料表面吸附性能, 减少材料与血液中蛋白质细胞相互作用成为重要的研究方向之一。
3 经典聚氨酯材料聚氨酯材料是指在分子主链上含有较多氨基甲酸酯基团的一类聚合物。
自从1937 年德国Farben公司Bayer等合成聚氨醋以来, 已形成了包括聚氨酯软、硬泡沫、聚氨酯弹性体、聚氨酯塑料等一系列强度和刚性不同的产品。
1967 年, Boretor和Pietrce 等首次将嵌段聚醚聚氨酯(Segmented Polyether一Urethane,简称SPEU) 弹性体植人狗体内, 四周后未发现凝血现象。
并且在血液环境下,SPEU的机械强度也凌有明显变化。
这表明SPEU兼具生物稳定性和抗凝血性能,是一种较为理想的生物医用高分子材料。
此后, 人们研究开发了大量的聚醚聚氨酯生物医用材料, 并形成了一系列具有实用价值的商品化聚醚聚氨酯生物医用材料(见表l)。
用这些材料制成的人工心脏、人工心脏瓣膜、人造血管、助搏器血囊等均显示出较好的抗凝血性能。
例如，用聚氨酯材料作为心房、心室的Javik一7型人工心脏, 于1982年植人美国犹他州61岁的Clerk 医生体内, 使他多活了112 天。
此后其它几例Javik一7型人工心脏的临床应用也有较好的结果。
表1 具有实用价值的商品化聚醚聚氨醋生物医用材料从结构上看, 这类嵌段聚氨醋是由软、硬段交替组成的多嵌段共聚物。
硬段包括脲基和氨基甲酸酯, 含量一般小于40%；软段通常为聚醚二元醇、聚丁二烯、聚硅氧烷等。
一般硬段通过氢键作用相互聚集形成微区而分散在构成连续相的软段微区的基体中, 形成微相分离结构。
大量的研究显示经典的聚氨酯抗凝血材料的抗凝血性能与材料表面的这种非均相结构密切相关。
1972 年, Lyman等人用4,4一二苯基甲撑二异氰酸酯(MDI)，聚环氧丙烷(PPG)通过乙二胺扩链合成了嵌段聚醚聚氨酯。
研究表明, PPG 的分子量对血液相容性和血浆蛋白质的吸附都有较大影响, 当PPG的分子量为1025时观察到最佳值。
由此,他们认为嵌段聚氨酯的血液相容性与微区尺寸的大小密切相关。
Takahara进一步研究了软段分子量的影响, 发现随聚醚分子量的降低, 软段与硬段微区间相混合程度增加与材料血液相容性的下降存在良好的对应关系。
因而, 进一步证实了嵌段聚氨酯的血液相容性与材料的微相分离结构密切相关。
Takahara等还用含有不同亚甲基数的脂肪族二胺作扩链剂合成了一系列嵌段聚醚聚氨酯(SPEU), 发现SPEU表面的血小板粘附量与二胺中的亚甲基数存在锯齿形的关系: 即二胺中亚甲基为偶数的SPEU比亚甲基为奇数的SPEU具有较好的血液相容性。
红外分析结果显示: 与亚甲基为偶数的二胺相对应的SPEU中, 氢键浓度高, 即硬段间结合较强, 微相分离明显。
DSC分析也显示与奇数亚甲基二胺对应的SPEU有较高的玻璃化转变温度, 转变区也较宽, 微相分离较不明显, 即软段和硬段微区间的相混合程度较大。
因此, 血液相容性与扩链剂中亚甲基数的锯齿形关系本质上还是和软、硬链段间的微相分离程度有关。
关于微相分离结构材料对抗凝血性的贡献, Nakajilna提出了覆盖控制模型(capping control) 理论(图3)。
当微相分离材料和血液接触时, 立即就会吸附血浆蛋白质。
而这种血浆蛋白质的吸附是为材料表面微相结构所控制的, 亲疏水性不同的蛋白质被选择性地吸附在不同微区。
这种特定的蛋白质吸附层结构不会激活血小板表面的糖蛋白,血小板的异体识别能力就体现不出来, 从而阻碍凝血的发生(图3(b))。
图3 覆盖控制模型(capping control)此外, 在研究由司司软段合成的嵌段聚氮醋的抗凝血性能时, Takahara 发现对不同的聚醚软段, 聚氨酯表现最佳抗凝血性的聚醚分子量是各不相同的。
在PEG一PEU(聚二亚甲基醚聚氨酯)，PPG一PEU, PTMG 一PEU (聚四亚甲基醚聚氨酯) 材料表面,聚醚分子量分别为600, 1000和1900时变形的血小板数目出现最低值。
同时, 吸水量的测定表明:聚醚材料表面亲水性的递增次序为PTMG < PPG < PEG。
也就是说随聚醚表面亲水性的增加, 聚氨酯呈现最佳抗凝血性的聚醚分子量降低, 这表明除了嵌段的微相分离程度和微区尺寸对材料的抗凝血性有影响外, 嵌段聚氨酯的表面亲水一疏水平衡对材料的抗凝血性也有影响。
4 接枝型聚氨酯抗凝血材料由于生物医用材料本身特点的局限性, 对材料的表面进行接枝改性, 也就成为提高其抗凝血性的一种重要手段。
鉴于聚氨酯材料的抗凝血性能本质上取决于材料的表面性质, 那么就可以通过表面接枝反应, 在聚氨酯表面接枝各种功能性侧链, 以对经典的聚氨酯抗凝血材料进行改性。
这样可在保留聚氨酯基材本体优越性能的基础上, 进一步提高聚氨酯材料表面的抗凝血性能。
提高材料表面的亲水性，可以降低表面自由能。
表面的亲水性及自由能与血液成分的吸附、变性等有密切联系。
提高材料表面亲水性，使表面自由能降低到接近血管内膜的表面自由能值，可取得抗血栓性能。
聚氧乙烯(PEO) 由于其独特的高亲水性和高流动性，呈现出良好的生物惰性，可阻抗多种蛋白质和血细胞的黏附，是一种改善高分子材料血液相容性的理想材料。
乙二醇聚合物( PEG、OEG) 因具有高亲水性、柔韧性、无毒性及无免疫原性等特点，被广泛地应用于表面改性。
PEG 因为在溶液中具有很高的链稳定性以及很大的排斥体积，能阻抗其他分子的影响。
分子模拟能在分子水平上研究表面的蛋白质吸附，模拟结果是实验结果的补充。
Ikaka在研究材料一血液相互作用的表面物理化学行为基础上, 指出极端亲水性的表面和极端疏水性的表面都具有良好的血液相容性。
极端亲水性表面由于与界面的亲合性较大, 从而使界面自由能大大降低, 减少了材料表面对血液中多种组份的作用, 因而呈现优良抗凝血性能。
而具有极端疏水性表面的材料, 由于其表面自由能低, 与血液各组份的作用小同样可能呈现优良抗凝血性能。
此后人们通过铈盐引发、过氧化物引、辐射接枝聚合、光引发接枝聚合等各种表面接枝方法将丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺及其它一些亲水性单体接枝聚合到聚氨酯及其它一些生物医用材料表面(表2), 形成了一系列亲水性聚氨酯表面。
血液相容性评价表明, 这类表面确实具有优良抗凝血性能。
而Han等采用表面化学接枝反应在SPU表面接枝上全氟代烷基后, 发现这种极端疏水性的聚氨酯表面也具有和极端亲水性的PEG 链接枝聚氨酯相当的抗凝血性能。
在接枝型聚氨酯的一系列研究中, 具有长PEG 接枝链表面的抗凝血性能尤其引人注目。
事实上, 不仅在SPU 表面, 而且在硅橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯表面, 接枝PEG 链均不同程度地提高了材料的抗凝血性能, 因此具有长PEG 接枝链的表面被普遍认为是一种改善材料抗凝血性能的理想表面。
Nagaoka 等通过研究, 对PEG 接枝链的抗凝血机理提出了以下假设: 由于PEG 是一种高度亲水性和柔顺性的分子链, 因而PEG 一方面可与水结合形成水合PEG链, 以通过位阻排斥作用阻碍血液组份的吸附。