类肝素生物大分子改性聚醚砜膜的研究

本项目首先利用邻苯二甲酸酐将壳聚糖有机化，制备能溶解于有机溶剂的壳聚糖，之后用氯磺酸进行磺化、用氯乙酸进行羧基化，得到接枝磺酸根和羧酸根基团的类肝素结构的壳聚糖生物大分子表面改性剂，考察该生物大分子的抗凝血性能。将该生物大分子与聚醚砜（PES）共混，利用相转化法制备表面改性PES膜，研究改性膜的生物相容性，尤其是血液相容性。研究壳聚糖上所带磺酸基和羧基对血液相容性的影响，为研制具有优异血液相容性的PES膜血液净化器奠定理论基础。

聚醚砜（PES）中空纤维膜血液净化器目前在临床上已经开始使用。然而，其血液相容性不是很理想，在临床上使用时需不断加入抗凝剂，因此对PES作为血液净化膜材料仍需进行改性。而共混是一种简单而有效的方法，且可以改性中空纤维膜，具有实用价值。. 本项目的研究是结合共混的方法和肝素结构优异的血液相容性而进行。首先将壳聚糖（Chitosan, CS）有机化，通过高脱乙酰度CS与邻苯二甲酸酐在有机溶剂（DMF）中进行酰化反应，得到可以溶解于常用有机溶剂（DMF，DMSO，DMAc）的壳聚糖衍生物。之后采用氯磺酸体系对其进行磺化，接枝磺酸基团，从而得到磺化改性的壳聚糖衍生物。. 将磺化改性后的壳聚糖衍生物作为大分子添加剂与聚醚砜以DMAc为溶剂制备成膜液，采用液-液相转化成膜方法制得用壳聚糖衍生物改性的聚醚砜膜。研究结果表明随着膜中磺化壳聚糖衍生物含量增加，其活化部分凝血酶时间（APTT）值提高显著，而凝血酶时间（TT）值变化不明显。研究了改性膜的蛋白吸附，结果表明磺化壳聚糖衍生物含量增加，膜对蛋白的吸附量下降明显。另外，考察了改性聚醚砜膜对血小板的粘附性能，血小板的形态随壳聚糖衍生物的加入无变化，说明对血小板影响较小；在改性膜上粘附血小板粘数量结果表明，其变化趋势与蛋白吸附基本一致，当磺化壳聚糖衍生物含量达到4%时，血小板粘附数量急剧下降。. 羧基化壳聚糖衍生物可结合血液中的钙离子，从而对全血凝血时间有所提高。然而，其对于活化部分凝血酶时间以及凝血酶时间的却没有明显影响。综合来讲，只含有羧基的壳聚糖衍生物的血液相容性不及含有磺酸基的壳聚糖衍生物优异。该研究为类肝素生物大分子应用于血液净化膜奠定了重要的理论基础。. 另外，制备了壳聚糖纳米微凝胶及载银纳米微凝胶，并利用3D纳米层组装和功能化聚醚砜膜，从而得到了多功能聚醚砜膜。该膜不仅具有抗凝血功能，同时具有良好的抗菌性能，为今后可佩戴人工肾材料的研究奠定了良好的基础。. 该项目执行期间共发表论文57篇（标注该基金号），其中SCI论文55篇，授权中国发明专利4项，获国家科技进步二等奖1项。培养博士生3人，硕士生8人，以及本科生若干名。