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漆酚介导抗炎聚丙烯疝补片的设计制备与性能评价

漆酚介导抗炎聚丙烯疝补片的设计制备与性能评价

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作者：徐丹瑶东华大学

学位级别：硕士

随着社会日益老龄化,普外科高发病—疝气,正以每年新增2000万例患者的速度席卷全球。发病时,腹腔内容物会通过腹壁薄弱/缺损处膨出,以类似“打补丁”的手段植入补片用于补强缺损组织,是目前唯一有效的治疗方式。聚丙烯(PP)补片作为临床... 详细信息

随着社会日益老龄化,普外科高发病—疝气,正以每年新增2000万例患者的速度席卷全球。发病时,腹腔内容物会通过腹壁薄弱/缺损处膨出,以类似“打补丁”的手段植入补片用于补强缺损组织,是目前唯一有效的治疗方式。聚丙烯(PP)补片作为临床使用最多的,被称作是疝气修复材料的金标准。然而,其在植入体内后100%面临着不同程度的炎症反应风险,相应诱发的多重并发症已成为制约补片临床应用的一道“卡脖子”难题。针对PP补片在临床使用中存在的并发症问题,本课题首先从补片的纺织结构入手,设计了一种具备轻质,大孔,高孔隙率的结构特征的PP补片材料,并对其进行了基本物理性能和力学性能的评估,验证其便于手术操作,可与人体腹壁组织力学性能相匹配等特性。在此基础上,本课题进一步构建了一种可适用于PP补片惰性表面和纺织经编结构的抗炎涂层制备工艺。考虑到PP补片具有疏水的惰性表面,常规涂层方法难以在其表面进行功能涂层构建。本课题通过自提取工艺制备了兼具粘附能力和光活性的漆酚(UR)材料。该多酚类材料不仅具有优异的表面粘附性,还可在紫外光辅助下完成在PP表面聚合(形成PUR),聚合过程中产生自由基,进而为两性离子单体—甲基丙烯酸磺基甜菜碱(SBMA)的接枝聚合提供了引发剂,最终构成有两性离子聚合物(PSBMA)接枝的PSU涂层。PSU涂层可基于两性离子聚合物的特性发挥出抗污性能,形成阻碍蛋白吸附的抗污能量壁垒,从抵制非特异性蛋白吸附入手,阻断炎性细胞的富集浸润的源头,从而达到抗炎的目的。本课题通过对抗炎涂层制备工艺和最优参数进行探究,获得最佳改性补片之后,探究改性涂层对补片原始纺织结构和机械性能的影响并对改性涂层的功能性进行表征,最后通过体内外炎性反应表征改性补片的生物相容性及抗炎效果。结果证实,本课题设计的PP补片具备轻质,大孔,高孔隙率的结构特征,能够很好地与人体腹壁组织相适应并且充分满足疝修补片对于力学性能的要求。而在对涂层工艺和参数的探究中,结果表明在UR浓度为0.5 mg/m L的条件下,SBMA浓度为50 mg/m L,反应时间达到90 mins,PSBMA聚合物在PP补片表面均匀铺展,形成了较为光滑的涂层,表面亲水性极为显著的提高。改性后补片的宏观形貌和织物组织结构无显著性改变,仍属于轻质大孔高孔隙率的补片,涂层也没有影响补片的原始力学性能和各向异性。经过PSU涂层改性后,补片的表面电位下降,动静摩擦系数以及滑动摩擦力都有显著性的下降。PSU涂层能够有效的阻碍蛋白质的非特异性吸附,并且在静态和动态稳定性测试中表现出优秀的稳定性。体内外炎性反应测试结果显示,PSU-PP具有良好的细胞生物相容性,能够减少巨噬细胞增殖,下调炎症因子IL-6和ROS的水平。在补片植入大鼠后的急性和慢性炎症期,PSU-PP都表现出良好的减轻炎症的效果。

关键词：聚丙烯疝修补片补片纺织结构异物反应两性离子聚合物漆酚

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