目的:改进脂肪族聚氨酯(polyurethane,PU)弹性体表面接枝肝素(heparin,Hep)的工艺过程,观察共价键合法接枝肝素后其血液相容性.方法:实验于2005-08/2006-08于同济大学材料科学与工程学院实验室完成.材料制备:①脂肪族聚氨酯的合成:采用一步法合成以4,4'-甲烷二苯基二异氰酸酯(HMDI)或异氟尔酮二异氰酸醑(IPDI)、扩链剂1,4-丁二醇为硬段,聚四氢呋喃醚为软段的脂肪族聚氨酯,分别生成IPDI型聚氨酯和HMDI型聚氨酯.②共价键合法聚氨酯表面接枝肝素:形成PU-Hep,PU-聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)-Hep,PU-聚乙二醇(polyethylene glycol,PEO)-Hep,PU-PVA-PEO-Hep中间产物.实验评估:①接枝肝素含量的测定:甲苯胺蓝显色法测定聚氨酯表面的肝素含量;甲苯胺蓝分光光度法测定肝素释放速率.②肝素接枝表面的血液相容性测定:通过溶血实验和血小板黏附实验测定.结果:①聚氨酯表面的肝素含量:IPDI型聚氨酯和HMDI型聚氨酯表面肝素(PU-PVA-PEO-Hep)接枝量分别达到64 8,51.0 mg/m2.②肝素释放速率:浸泡20 d后,IPDI型聚氨酯肝素化表面(PU-PVA-PEO-R-NHCO-Hep)的肝素含量从64.8 mg/m2下降到51.7 mg/m2(脱落20.2%),HMDI型聚氨酯肝素化表面(PU-PVA-PEO-Hep)的肝素含量从51.0 mg/m2下降到39.1 mg/m2(脱落23.3%).肝素的释放速率在浸泡7 d后达到稳定,约为0.6×10-8 g/(m2·min).③聚氨酯表面接枝肝素后溶血率:溶血率有一定降低(IPDI型从2.40%降低至1.94%、HMDI型从3.20%降低至2.36%),溶血率均小于5%,符合生物医用材料的溶血性要求,其中IPDI型聚氨酯血液相容性好于HMDI型.④血小板黏附情况:表面改性之前,IPDI型聚氨酯表面黏附的血小板数目多于HMDI型.IPDI型聚氨酯抑制血小板形成血栓的能力好于HMDI型.表面接枝肝素后,PU-PVA-PEO-Hep的血液相容性优于PU-PVA-Hep和PU-PEO-Hep.结论:表面共价键合法接枝肝素的脂肪族聚氨酯有良好的血液相容性,且肝素释放速率慢,基本满足人工心脏瓣膜材料的要求.

采用一步法合成以4,4'-甲烷二环已基二异氰酸酯(HMDI)、扩链剂1,4-丁二醇(BDO)为硬段,聚四氢呋喃醚(PTMG)为软段的脂肪族聚氨酯.并对所合成材料进行了傅立叶变换红外光谱分析、力学性能测试、水接触角测试、溶血实验及体外静态血小板粘附实验.结果表明,本论文合成的聚氨酯断裂强度可达30 MPa以上,可与芳香族聚氨酯材料相比拟,而其断裂伸长率、断裂永久形变、亲水性能较之更好,具有理想的机械力学性能.溶血实验和体外静态血小板粘附实验显示该材料具有优良的血液相容性.该材料在生物医学领域,尤其是介入诊疗和医用薄膜产品方面有极大的应用潜力,是一种有着巨大应用前景的生物医用材料.