近年来,心脑血管疾病已成为威胁人类生命的一大杀手,因此心脑血管医用修复及替代材料的需求极大。但目前人工合成材料制备的血管替代物仅适于大直径、血流速高的血管移植,而对于直径6 mm以下的低流速段血管移植则疗效较差,往往发生栓塞。人们经多年研究发现：将血管内皮细胞种植在材料上使其内皮化,不仅可以提高材料的抗凝血性能,而且可以赋予材料生物活性。但目前现有材料大多对内皮细胞的粘附力不强,易造成细胞脱落,从而使材料表面直接暴露在血液环境下形成血栓,这就对血管材料的研发提出了新的要求：材料必须同时具有良好的血液相容性和细胞粘附性。 聚乳酸(PLA)及其与羟基乙酸的共聚物(PLGA)是组织工程中常用的生物降解性可吸收高分子材料,由于其具有良好的生物相容性,已经被用作人工皮肤及软骨的支架材料。然而由于其亲水性较差,并且无可修饰的功能基团,易引起血栓,使其在作为血管材料方面的应用受到限制。苹果酸是人体三羧酸循环中的代谢产物,具有良好的生物相容性,若将其与乳酸共聚,不仅可以改善聚乳酸材料的亲水性,并且引入了功能基团,使材料可以被进一步修饰改性。 本文以辛酸亚锡为催化剂,通过丙交酯与苹果酸内酯功能单体的本体开环聚合、催化氢化,制备了含有侧羧基的乳酸苹果酸共聚物(PLMA)以及含悬挂羟基的聚乳酸(PLMAHE),并通过对PLMAHE的侧羟基改性得到了含悬挂羧基的聚乳酸(PLMA-ECA)。文中对上述聚合物的组成、结构、分子量、热力学性质、可降解性以及亲水性进行了表征。结果显示,相对于PLA,功能化聚乳酸含有大量可修饰的功能侧基(羧基或羟基),亲水性能得到了明显的改善。 文中通过PT,APTT以及血小板粘附等实验,研究了功能化聚乳酸的血液相容性,并通过SEM、AFM等手段观察了材料表面血小板的形貌。结果表明,含有羧基的聚乳酸材料尤其是含悬挂羧基的PLMA-ECA可以显著减少材料对血小板的粘附,在与全血接触一小时后,材料表面几乎没有血小板粘附；而含羟基的材料表面的血小板多发生聚集现象,显示出羟基表面可以在一定程度上激活血小板,促进其聚集。 在内皮细胞(HUVEC)粘附和生长实验中发现,含有悬挂手臂侧基的功能化聚乳酸(PLMAHE,PLMA-ECA)可以促进内皮细胞的粘附和生长,HUVEC在PLMA-ECA材料上种植1天后即发生增殖,体现了其优异的细胞粘附性能。通过测定HUVEC释放的一氧化氮以及一氧化氮合酶的量,对材料表面的内皮细胞活性进行了表征。结果显示PLMA-ECA表面的内皮细胞活性明显高于其它材料。在此基础上,我们进一步考察了内皮化表面的血小板粘附性情况。结果与预期一致:PLMA-ECA内皮化表面能显著减少血小板的粘附激活,同时在内皮细胞脱落的区域也具有一定的抗凝血活性。表明具有柔顺悬挂羧基手臂的PLMA-ECA同时具有良好的抗凝血性和内皮细胞亲和性。有望成为新型的血管替代(修复)材料。 在研究中我们发现在PLMA材料表面连接多肽(PHSRN)的材料(P-PN5)具有极好的细胞粘附能力,在细胞粘附及生长实验中此材料的细胞粘附与RGD材料相仿。为了研究材料表面功能基团的协同作用对细胞粘附和生长的影响,在本文第四章中,我们将氨基酸或多肽与丙稀酰氯反应,制备了N-丙稀酰化氨基酸(多肽)单体,将其与丙稀酰胺共聚得到了一系列含不同功能侧基的水凝胶,并在其表面种植了HUVEC。细胞黏附结果表明,含有羧基结构的基团能与PHSRN形成协同作用并显著提高材料对内皮细胞的粘附。这些结果有望为今后设计和构建新型生物化抗凝血表面提供理论基础。