【摘 要】
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置换人工心脏瓣膜是治疗心脏瓣膜疾病的常用方法,其中人工机械瓣膜以其卓越的耐久性成为临床上使用最多的人工瓣膜。热解碳作为目前机械瓣瓣叶的首选材料,植入人体后长期与血液接触,患者会出现凝血和血栓等并发症,因此如何提高热解碳的抗凝血性能、减少血栓发生率是当前研究的热点。本文采用纳秒激光在热解碳表面制备平行光栅和微柱阵列结构,通过优化激光参数并结合硅烷化处理制备超疏水热解碳表面,通过血小板粘附、动态凝血、
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置换人工心脏瓣膜是治疗心脏瓣膜疾病的常用方法,其中人工机械瓣膜以其卓越的耐久性成为临床上使用最多的人工瓣膜。热解碳作为目前机械瓣瓣叶的首选材料,植入人体后长期与血液接触,患者会出现凝血和血栓等并发症,因此如何提高热解碳的抗凝血性能、减少血栓发生率是当前研究的热点。本文采用纳秒激光在热解碳表面制备平行光栅和微柱阵列结构,通过优化激光参数并结合硅烷化处理制备超疏水热解碳表面,通过血小板粘附、动态凝血、溶血率实验探究表面微结构和超疏水性能对血液相容性的影响。主要研究工作及成果如下:（1）采用纳秒激光与HDTMS修饰相结合的方法在热解碳表面制备超疏水平行光栅结构,当X方向的激光功率为27.5 W,扫描次数为6次,扫描间距为90μm时,平行光栅结构热解碳表面接触角可达153.21°。保持X方向的激光功率和扫描次数不变,改变扫描间距时,热解碳表面的接触角随扫描间距增加先增大后降低,结果表明在不破坏微结构整体形貌的情况下减小扫描间距,可以让液滴在热解碳表面保持Cassie状态,提高样品的接触角,达到150°以上。（2）当X方向的激光功率为27.5 W,扫描次数为6次,扫描间距为90μm,Y方向激光的扫描间距保持不变时,制备的微柱阵列结构样品表面的接触角随着激光功率和扫描次数增大皆先增大后降低。当Y方向激光功率为15 W,扫描次数为4次,扫描间距为100μm时,微柱阵列结构热解碳表面的接触角可达152.26°。（3）通过对超疏水热解碳表面的疏水持久性进行研究,发现超疏水平行光栅结构和微柱阵列结构放置在空气中8个月后,接触角分别为152.27°和150.69°,仍具有较好的超疏水性能,便于制备后储存;通过摩擦磨损实验发现,相较于光滑热解碳表面的平均摩擦系数0.096,平行光栅结构和微住阵列结构热解碳表面的平均摩擦系数分别为0.042和0.040,表明微结构能提高热解碳表面的耐磨性。（4）血小板粘附、动态凝血和溶血率实验结果表明微纳米复合结构能有效地减少单个血小板的可用粘附面积,当样品表面达到超疏水性能时,血液和样品接触将处于Cassie状态,可以有效地减少血液和样品的实际接触面积,与此同时样品的接触角越高,血小板粘附的数量越少,抗凝血效果越好,溶血率越低,血液相容性也就越好。而当平行光栅结构和微柱阵列结构热解碳表面的接触角接近时,微柱阵列结构的抗凝血性能要优于平行光栅结构。
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