基于等離子體聚合技術(shù)的多功能心血管植入材料表面構(gòu)建與生物相容性探究一、引言1.1研究背景與意義心血管疾病已成為全球范圍內(nèi)威脅人類(lèi)健康的首要疾病之一。據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，每年因心血管疾病導(dǎo)致的死亡人數(shù)高達(dá)1790萬(wàn)，占全球總死亡人數(shù)的31%。在中國(guó)，心血管疾病患者人數(shù)眾多，已達(dá)3.3億人，占疾病死亡總?cè)藬?shù)的43%以上，遠(yuǎn)超癌癥和其他疾病。冠心病、結(jié)構(gòu)性心臟病等是臨床常見(jiàn)的高風(fēng)險(xiǎn)心血管疾病，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量和壽命。植入材料及器械，如血管支架、藥物洗脫球囊、心臟瓣膜、心臟封堵器、人工血管、可注射抗心衰水凝膠和左心室輔助裝置等，已成為治療心血管疾病的最有效工具。然而，這些心血管植入材料在實(shí)際應(yīng)用中面臨諸多挑戰(zhàn)。以血管支架為例，裸金屬支架（BMS）雖能有效支撐血管，但植入后再狹窄比例高達(dá)20%-30%。研究表明，BMS術(shù)后再狹窄與介入過(guò)程中血管損傷引發(fā)的凝血反應(yīng)、炎癥反應(yīng)，以及血小板在支架表面的黏附與活化、炎性細(xì)胞聚集、平滑肌細(xì)胞增殖等因素密切相關(guān)。此外，支架材料中的鎳離子溶出也可能導(dǎo)致支架內(nèi)再狹窄。藥物洗脫支架（DES）雖成功降低了再狹窄發(fā)生率，但長(zhǎng)期臨床結(jié)果顯示，其仍存在晚期或極晚期血栓形成及再狹窄等不良并發(fā)癥，原因在于DES涂層中抗增生藥物的局部釋放會(huì)抑制平滑肌細(xì)胞過(guò)度增殖，同時(shí)也會(huì)引起內(nèi)皮細(xì)胞愈合延遲，導(dǎo)致新生內(nèi)膜表面內(nèi)皮層不完整和內(nèi)皮功能失調(diào)。人工心臟瓣膜同樣存在問(wèn)題，目前商業(yè)化的生物心臟瓣膜大多由戊二醛處理的豬或牛心包等異種組織制成，存在毒性醛基殘留，易發(fā)生瓣膜鈣化、微血栓形成、免疫排斥反應(yīng)、內(nèi)皮細(xì)胞黏附困難等缺陷，使用壽命僅約10年。這些問(wèn)題的根源在于材料與生物體之間的相互作用，尤其是材料表面與血液、組織的界面反應(yīng)。生物材料與生物體的相互作用主要發(fā)生在材料與宿主的界面，材料表面性質(zhì)對(duì)界面相互作用具有決定性影響。因此，改善心血管植入材料的表面性能，提高其生物相容性，成為解決上述問(wèn)題的關(guān)鍵。等離子體聚合技術(shù)作為一種新興的材料表面處理技術(shù)，為構(gòu)建多功能心血管植入材料表面提供了新途徑。等離子體聚合是利用等離子體激發(fā)的化學(xué)反應(yīng)，將單體聚合成為聚合物的方法，可在常溫常壓下進(jìn)行，具有高反應(yīng)活性和選擇性。該技術(shù)能夠在材料表面形成一層均勻且致密的聚合物薄膜，通過(guò)調(diào)整等離子體的成分和處理參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面的多種改性，如提高粘附性、耐磨性、耐腐蝕性以及生物相容性等。在醫(yī)療器械領(lǐng)域，通過(guò)等離子體聚合工藝，可以在醫(yī)療器械表面形成一層生物相容性好的聚合物薄膜，同時(shí)引入抗菌功能，確保醫(yī)療器械的安全性和衛(wèi)生性。將等離子體聚合技術(shù)應(yīng)用于心血管植入材料表面改性，有望解決材料生物相容性不足的問(wèn)題，減少凝血、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖異常等并發(fā)癥的發(fā)生，提高植入材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和有效性，為心血管疾病患者提供更安全、有效的治療手段，具有重要的臨床意義和應(yīng)用價(jià)值。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，等離子體聚合技術(shù)在心血管植入材料表面改性領(lǐng)域的研究開(kāi)展較早且成果豐碩。美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)家的科研團(tuán)隊(duì)在該領(lǐng)域處于國(guó)際前沿水平。美國(guó)的一些研究機(jī)構(gòu)利用等離子體聚合技術(shù)在心血管支架表面沉積具有生物活性的聚合物薄膜，如聚乙二醇（PEG）、磷脂聚合物等。PEG具有良好的親水性和抗蛋白質(zhì)吸附性能，能夠有效減少血小板在支架表面的黏附，降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。磷脂聚合物則模擬了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的血液相容性，可促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附與生長(zhǎng)，加速血管內(nèi)皮化進(jìn)程。相關(guān)研究表明，經(jīng)PEG或磷脂聚合物等離子體聚合改性后的支架，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較低的血栓發(fā)生率和較好的內(nèi)皮化效果。德國(guó)的科研人員致力于將等離子體聚合技術(shù)與納米技術(shù)相結(jié)合，在心血管植入材料表面構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)涂層。通過(guò)控制等離子體聚合參數(shù)，制備出具有納米級(jí)粗糙度的聚合物薄膜，這種納米結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞與材料表面的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)，特定的納米結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)材料的黏附力，同時(shí)引導(dǎo)細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化方向。例如，在人工血管表面構(gòu)建納米結(jié)構(gòu)涂層后，內(nèi)皮細(xì)胞在其表面的黏附、鋪展和增殖能力明顯提高，有望提高人工血管的長(zhǎng)期通暢性。日本的學(xué)者則側(cè)重于開(kāi)發(fā)新型的等離子體聚合單體，以實(shí)現(xiàn)對(duì)心血管植入材料表面性能的更精準(zhǔn)調(diào)控。他們合成了一系列含有特殊官能團(tuán)的單體，如含磺酸基、羧基等親水性官能團(tuán)的單體，以及含抗菌基團(tuán)的單體。利用這些單體進(jìn)行等離子體聚合，在材料表面引入相應(yīng)的功能性基團(tuán)，使材料同時(shí)具備良好的血液相容性和抗菌性能。在體外實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)此類(lèi)改性的材料對(duì)細(xì)菌的黏附和生長(zhǎng)具有顯著的抑制作用，同時(shí)對(duì)血液成分的影響較小。在國(guó)內(nèi)，近年來(lái)隨著對(duì)生物材料表面改性研究的重視，等離子體聚合技術(shù)在心血管植入材料領(lǐng)域的研究也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。眾多高校和科研機(jī)構(gòu)積極開(kāi)展相關(guān)研究工作。西南交通大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)采用等離子體浸沒(méi)離子注入與沉積技術(shù)，在心血管支架表面制備了具有良好生物相容性的氧化鈦薄膜。通過(guò)進(jìn)一步的離子注入和表面修飾，在氧化鈦薄膜表面固定多聚賴(lài)氨酸、纖聯(lián)蛋白等細(xì)胞粘附分子，顯著促進(jìn)了內(nèi)皮細(xì)胞的黏附。他們還在羥基化的鈦材料表面通過(guò)層層自組裝的方式形成膠原/肝素多層結(jié)構(gòu)，并引入內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子和CD34抗體，所組裝的仿細(xì)胞外基質(zhì)的多層膜具有良好的抗凝血性能，在植入動(dòng)物血管后顯著促進(jìn)了內(nèi)皮化過(guò)程。四川大學(xué)的學(xué)者利用等離子體聚合技術(shù)在人工心臟瓣膜表面沉積類(lèi)金剛石薄膜，提高了瓣膜的耐磨性和耐腐蝕性。同時(shí)，將C?H?等離子體離子注入抗菌技術(shù)應(yīng)用于瓣膜的縫合環(huán)，有效增強(qiáng)了瓣膜的抗感染性能。在臨床前研究中，表面改性后的人工心臟瓣膜表現(xiàn)出優(yōu)異的抗凝血性能和耐久壽命。盡管?chē)?guó)內(nèi)外在利用等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建心血管植入材料表面及生物相容性研究方面取得了一定進(jìn)展，但仍存在一些不足與研究空白。目前，對(duì)于等離子體聚合過(guò)程中薄膜的生長(zhǎng)機(jī)制和微觀(guān)結(jié)構(gòu)演變的研究還不夠深入，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜性能的精確控制和優(yōu)化。不同等離子體聚合參數(shù)（如功率、氣體流量、時(shí)間等）對(duì)薄膜性能的影響規(guī)律尚未完全明確，缺乏系統(tǒng)的理論模型和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持。此外，在生物相容性評(píng)價(jià)方面，現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，難以全面、準(zhǔn)確地評(píng)估改性后材料在體內(nèi)復(fù)雜生理環(huán)境下的長(zhǎng)期生物相容性。特別是對(duì)于一些新型的等離子體聚合涂層材料，其潛在的生物安全性風(fēng)險(xiǎn)和長(zhǎng)期穩(wěn)定性還需要進(jìn)一步深入研究。在多性能協(xié)同改性方面，如何通過(guò)等離子體聚合技術(shù)實(shí)現(xiàn)心血管植入材料表面多種功能（如抗凝血、抗菌、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)等）的有效整合，以滿(mǎn)足臨床對(duì)材料的多樣化需求，也是目前亟待解決的問(wèn)題。1.3研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)本研究旨在利用等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建多功能心血管植入材料表面，深入探究其生物相容性，以解決當(dāng)前心血管植入材料面臨的關(guān)鍵問(wèn)題，具體研究?jī)?nèi)容如下：等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建心血管植入材料表面：選擇具有良好力學(xué)性能和穩(wěn)定性的心血管植入材料常用基體，如316L不銹鋼、鎳鈦合金等，作為研究對(duì)象。系統(tǒng)研究不同等離子體聚合參數(shù)，包括射頻功率（設(shè)置50W、100W、150W等不同功率水平）、氣體流量（如單體氣體與反應(yīng)氣體的不同流量比例組合）、反應(yīng)時(shí)間（10min、20min、30min等）對(duì)聚合薄膜的生長(zhǎng)速率、化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌及微觀(guān)結(jié)構(gòu)的影響。運(yùn)用掃描電子顯微鏡（SEM）觀(guān)察薄膜的表面形貌和微觀(guān)結(jié)構(gòu)，利用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)，借助原子力顯微鏡（AFM）測(cè)量薄膜的表面粗糙度和厚度，通過(guò)X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）確定薄膜的元素組成和化學(xué)態(tài)，建立等離子體聚合參數(shù)與薄膜性能之間的定量關(guān)系，為后續(xù)優(yōu)化薄膜性能提供理論依據(jù)。多功能涂層設(shè)計(jì)與構(gòu)建：根據(jù)心血管植入材料的實(shí)際應(yīng)用需求，精心設(shè)計(jì)并通過(guò)等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建具有抗凝血、抗菌、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)等多種功能的涂層。選用含有特殊官能團(tuán)的單體，如具有親水性的聚乙二醇（PEG）單體，通過(guò)等離子體聚合在材料表面引入PEG鏈段，利用其良好的親水性和抗蛋白質(zhì)吸附性能，減少血小板在材料表面的黏附，降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)；選擇含季銨鹽基團(tuán)的單體，經(jīng)等離子體聚合形成具有抗菌性能的涂層，有效抑制細(xì)菌在材料表面的黏附和生長(zhǎng)，降低感染風(fēng)險(xiǎn)；采用含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列的多肽單體，通過(guò)等離子體聚合將RGD序列固定在材料表面，促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖，加速血管內(nèi)皮化進(jìn)程。運(yùn)用多種表征手段，如血小板黏附實(shí)驗(yàn)評(píng)估抗凝血性能，細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)抗菌性能，細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)分析促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)性能，全面深入研究多功能涂層的性能及其作用機(jī)制。生物相容性評(píng)價(jià)：依據(jù)國(guó)際和國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如ISO10993系列標(biāo)準(zhǔn)、GB/T16886系列標(biāo)準(zhǔn)），綜合運(yùn)用體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)改性后心血管植入材料的生物相容性進(jìn)行全面、系統(tǒng)的評(píng)價(jià)。體外實(shí)驗(yàn)包括溶血實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)材料對(duì)紅細(xì)胞的破壞程度；凝血實(shí)驗(yàn)，測(cè)定凝血酶原時(shí)間（PT）、部分凝血活酶時(shí)間（APTT）等指標(biāo)，評(píng)估材料的抗凝血性能；血小板黏附與活化實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察血小板在材料表面的黏附形態(tài)和活化程度；細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)，采用MTT法、CCK-8法等檢測(cè)材料浸提液對(duì)細(xì)胞活力的影響；炎癥因子釋放實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)材料與細(xì)胞共培養(yǎng)后上清液中炎癥因子（如腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素-6等）的含量。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)選擇合適的動(dòng)物模型（如小型豬、大鼠等），將改性后的材料植入動(dòng)物體內(nèi)，定期觀(guān)察植入部位的組織反應(yīng)，包括炎癥反應(yīng)、組織修復(fù)情況、血栓形成情況等；通過(guò)組織切片染色（如蘇木精-伊紅染色、Masson染色等）和免疫組織化學(xué)分析，觀(guān)察組織形態(tài)學(xué)變化和相關(guān)蛋白的表達(dá)情況，深入探究材料與生物體的相互作用機(jī)制，為材料的臨床應(yīng)用提供可靠的生物安全性數(shù)據(jù)。多性能協(xié)同作用機(jī)制研究：深入研究多功能涂層中各功能之間的相互作用關(guān)系，以及這些功能協(xié)同作用對(duì)材料整體生物相容性的影響機(jī)制。利用分子動(dòng)力學(xué)模擬和量子化學(xué)計(jì)算等理論方法，從分子層面揭示抗凝血、抗菌、促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)等功能基團(tuán)與血液成分、細(xì)菌、細(xì)胞之間的相互作用機(jī)制；通過(guò)實(shí)驗(yàn)手段，如蛋白質(zhì)組學(xué)、基因表達(dá)分析等，研究材料表面與生物分子、細(xì)胞相互作用后，生物分子和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)通路的變化，闡述多性能協(xié)同作用對(duì)細(xì)胞行為和組織反應(yīng)的調(diào)控機(jī)制。建立多性能協(xié)同作用的理論模型，為進(jìn)一步優(yōu)化材料表面性能，實(shí)現(xiàn)更高效的生物相容性調(diào)控提供理論指導(dǎo)。本研究在技術(shù)應(yīng)用、性能提升等方面具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：技術(shù)創(chuàng)新：創(chuàng)新性地將等離子體聚合技術(shù)與新型單體設(shè)計(jì)相結(jié)合，突破傳統(tǒng)等離子體聚合技術(shù)在單體選擇上的局限性，實(shí)現(xiàn)對(duì)心血管植入材料表面性能的精準(zhǔn)調(diào)控。例如，設(shè)計(jì)合成具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的單體，通過(guò)等離子體聚合在材料表面構(gòu)建具有獨(dú)特性能的涂層，這在以往的研究中尚未見(jiàn)報(bào)道。同時(shí)，探索等離子體聚合技術(shù)與其他表面改性技術(shù)（如層層自組裝技術(shù)、微納加工技術(shù)）的復(fù)合應(yīng)用，形成新的表面改性策略，為制備高性能的心血管植入材料表面提供新的技術(shù)途徑。性能創(chuàng)新：致力于實(shí)現(xiàn)心血管植入材料表面多種功能的高效協(xié)同，改變以往研究中往往側(cè)重單一功能改性的現(xiàn)狀。通過(guò)精心設(shè)計(jì)多功能涂層，使材料表面同時(shí)具備優(yōu)異的抗凝血、抗菌和促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)性能，且這些功能之間相互協(xié)同、相互促進(jìn)，有效提高材料的整體生物相容性和臨床應(yīng)用效果。在多性能協(xié)同作用機(jī)制研究方面取得創(chuàng)新性成果，深入揭示了多功能涂層與生物體系相互作用的內(nèi)在機(jī)制，為心血管植入材料的表面設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了全新的理論依據(jù)。二、等離子體聚合技術(shù)原理與特點(diǎn)2.1等離子體聚合技術(shù)的基本原理等離子體聚合技術(shù)的核心在于利用等離子體的獨(dú)特性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)單體到聚合物的轉(zhuǎn)變。等離子體作為物質(zhì)的第四態(tài)，是一種由大量帶電粒子（電子、離子）和中性粒子（原子、分子、自由基）組成的電離氣體，整體呈電中性，具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性和強(qiáng)反應(yīng)活性等特點(diǎn)。產(chǎn)生等離子體的方式多種多樣，常見(jiàn)的有熱電離、輝光放電、激光離子化等。熱電離是通過(guò)將物質(zhì)加熱到極高溫度，使原子或分子中的電子獲得足夠能量，脫離原子核束縛，形成等離子體，這種方式在太陽(yáng)和恒星等高溫天體中普遍存在。輝光放電則是在氣體中施加電場(chǎng)或電壓，氣體分子被激發(fā)，電子獲得能量躍遷到高能級(jí)軌道，當(dāng)電子回到低能級(jí)軌道時(shí)釋放能量，激發(fā)周?chē)鷼怏w分子形成等離子體，熒光燈、氣體放電管等設(shè)備就是基于此原理工作。激光離子化利用高能量的激光束將原子或分子中的電子激發(fā)到高能級(jí)，使其脫離原子或分子形成等離子體，該方法在光譜分析、材料加工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。在等離子體聚合技術(shù)中，輝光放電，尤其是射頻輝光放電，因其能夠在較低溫度下產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，且對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較低，成為最常用的等離子體產(chǎn)生方式。在等離子體聚合過(guò)程中，首先將單體氣體引入反應(yīng)腔室，在射頻電源產(chǎn)生的交變電場(chǎng)作用下，氣體分子與電場(chǎng)中的高能電子發(fā)生碰撞。這些高能電子具有足夠的能量（通常為幾個(gè)電子伏特），能夠打斷單體分子中的化學(xué)鍵，使單體分子電離或激發(fā)，產(chǎn)生各種活性種，如自由基、離子、激發(fā)態(tài)分子等。例如，對(duì)于乙烯單體（C_2H_4），在等離子體中，高能電子與乙烯分子碰撞，可能使C=C雙鍵斷裂，生成乙烯基自由基（·CH_2-CH_2·）。這些活性種具有極高的化學(xué)活性，能夠引發(fā)一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。自由基作為活性種的一種，是等離子體聚合反應(yīng)的關(guān)鍵參與者。自由基含有未成對(duì)電子，具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性，容易與其他自由基或單體分子發(fā)生加成反應(yīng)。在等離子體聚合體系中，大量的自由基不斷產(chǎn)生，它們之間以及與單體分子之間發(fā)生連鎖反應(yīng)。一個(gè)自由基與單體分子發(fā)生加成反應(yīng)，形成一個(gè)新的自由基，這個(gè)新自由基又可以繼續(xù)與其他單體分子反應(yīng)，使聚合物鏈不斷增長(zhǎng)。以乙烯單體的聚合為例，反應(yīng)過(guò)程可表示為：·CH_2-CH_2·+C_2H_4→·CH_2-CH_2-CH_2-CH_2··CH_2-CH_2-CH_2-CH_2·+C_2H_4→·CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2-CH_2·以此類(lèi)推，聚合物鏈逐步增長(zhǎng)，最終形成高分子聚合物。在聚合反應(yīng)進(jìn)行的同時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物在基板表面逐漸累積，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，在基板表面形成一層均勻致密的高分子薄膜。薄膜的形成過(guò)程受到多種因素的影響，如單體濃度、等離子體的活性粒子濃度、反應(yīng)時(shí)間、基板溫度等。單體濃度較高時(shí)，提供了更多的反應(yīng)原料，有利于聚合物鏈的增長(zhǎng)和薄膜的沉積；等離子體活性粒子濃度越大，反應(yīng)活性越高，聚合反應(yīng)速率越快。反應(yīng)時(shí)間決定了薄膜的生長(zhǎng)厚度，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，薄膜厚度逐漸增加?；鍦囟葧?huì)影響活性種在基板表面的擴(kuò)散和吸附，進(jìn)而影響薄膜的質(zhì)量和性能。2.2等離子體聚合的特點(diǎn)等離子體聚合技術(shù)憑借其獨(dú)特的物理化學(xué)過(guò)程，展現(xiàn)出一系列區(qū)別于傳統(tǒng)聚合方法的顯著特點(diǎn)，使其在材料表面改性及新型材料制備領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。該技術(shù)極大地拓寬了可聚合物質(zhì)的范圍。在傳統(tǒng)聚合反應(yīng)中，單體需具備不飽和鍵或特定官能團(tuán)才能發(fā)生聚合反應(yīng)，這限制了可選用的單體種類(lèi)。例如，在自由基聚合中，常見(jiàn)的單體如乙烯、丙烯、苯乙烯等，均含有碳-碳雙鍵，通過(guò)雙鍵的打開(kāi)進(jìn)行鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。而在離子聚合中，單體的選擇也受到其電子云分布和反應(yīng)活性的嚴(yán)格限制。相比之下，等離子體聚合不受這些條件的約束，幾乎所有的有機(jī)化合物或有機(jī)金屬化合物都能作為單體參與聚合。甲烷、乙烷、苯等在常規(guī)化學(xué)反應(yīng)條件下難以聚合的碳?xì)浠衔?，在等離子體放電環(huán)境中，幾分鐘內(nèi)便能聚合成3nm-1μm的透明薄膜。這一特性為制備具有獨(dú)特化學(xué)結(jié)構(gòu)和性能的聚合物材料提供了更多的可能性，科研人員可以根據(jù)實(shí)際需求，選擇各種不同類(lèi)型的單體進(jìn)行等離子體聚合，開(kāi)發(fā)出具有特殊功能的材料，如含有特定元素或官能團(tuán)的聚合物，用于生物醫(yī)學(xué)、電子學(xué)、催化等領(lǐng)域。等離子體聚合能夠在低溫條件下進(jìn)行，這是其相對(duì)于傳統(tǒng)高溫聚合方法的一大突出優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)聚合反應(yīng)往往需要在高溫高壓環(huán)境下進(jìn)行，以提供足夠的能量使單體分子活化并發(fā)生聚合反應(yīng)。高溫條件不僅增加了能耗和設(shè)備成本，還可能對(duì)聚合物材料的性能產(chǎn)生負(fù)面影響，如導(dǎo)致聚合物的熱降解、交聯(lián)過(guò)度或產(chǎn)生副反應(yīng)等。在一些熱穩(wěn)定性較差的聚合物制備中，高溫會(huì)破壞聚合物的分子結(jié)構(gòu)，使其失去預(yù)期的性能。而等離子體聚合利用等離子體中的高能粒子（如電子、離子、自由基等）與單體分子相互作用，引發(fā)聚合反應(yīng)。這些高能粒子具有足夠的能量來(lái)打破單體分子中的化學(xué)鍵，使單體活化并發(fā)生聚合，無(wú)需依賴(lài)高溫提供反應(yīng)能量。因此，等離子體聚合可以在接近室溫的條件下進(jìn)行，有效避免了高溫對(duì)聚合物材料的熱損傷。這使得該技術(shù)能夠應(yīng)用于對(duì)溫度敏感的材料表面改性和聚合物制備，如生物材料、有機(jī)半導(dǎo)體材料等。在生物材料領(lǐng)域，許多生物分子（如蛋白質(zhì)、核酸等）在高溫下會(huì)失去活性，而等離子體聚合的低溫特性可以確保在對(duì)生物材料進(jìn)行表面改性時(shí)，不會(huì)破壞其生物活性。等離子體聚合是一種有效的材料表面改性方法，能顯著改善材料表面的性能。通過(guò)在材料表面沉積聚合物薄膜，可改變材料表面的化學(xué)組成、粗糙度、親疏水性、粘附性等性質(zhì)。在金屬材料表面進(jìn)行等離子體聚合沉積一層有機(jī)聚合物薄膜，可以提高金屬的耐腐蝕性。聚合物薄膜作為一道物理屏障，能夠阻止氧氣、水分和腐蝕性介質(zhì)與金屬表面直接接觸，從而減緩金屬的腐蝕速率。在聚合物材料表面引入親水性的聚合物涂層，可以改善其表面的潤(rùn)濕性，使其更易于與其他物質(zhì)（如生物分子、水等）相互作用。這種表面改性還可以增強(qiáng)材料表面與涂層、粘合劑之間的粘附力，提高復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度。在電子器件制造中，通過(guò)等離子體聚合在硅片表面制備絕緣薄膜，可以提高器件的電學(xué)性能和穩(wěn)定性。該技術(shù)還能夠制備出具有特殊性能的聚合物材料。由于等離子體聚合過(guò)程中，活性粒子的能量和反應(yīng)活性較高，聚合反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，所得聚合物的結(jié)構(gòu)和性能往往與傳統(tǒng)聚合方法制備的聚合物有所不同。等離子體聚合物通常具有高度交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這賦予了它們優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。一些等離子體聚合物薄膜具有無(wú)針孔、不溶于有機(jī)溶劑的特性，使其在分離膜、高絕緣膜等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。等離子體聚合還可以制備出具有納米級(jí)結(jié)構(gòu)的聚合物材料，如納米顆粒、納米纖維和納米管等。這些納米結(jié)構(gòu)材料具有高比表面積、量子尺寸效應(yīng)等特殊性能，在催化劑、傳感器、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。在催化領(lǐng)域，納米結(jié)構(gòu)的聚合物材料可以作為催化劑載體，提高催化劑的活性和選擇性。在傳感器領(lǐng)域，利用納米結(jié)構(gòu)聚合物材料對(duì)特定分子的吸附和電學(xué)響應(yīng)特性，可以制備出高靈敏度的傳感器。2.3等離子體聚合技術(shù)在材料表面處理中的應(yīng)用等離子體聚合技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在不同材料的表面處理中展現(xiàn)出卓越性能，為改善材料表面性能提供了多樣化的解決方案。在金屬材料表面處理方面，等離子體聚合技術(shù)廣泛應(yīng)用于提高金屬的耐腐蝕性。不銹鋼作為一種常用金屬材料，雖具有一定的耐腐蝕性，但在特殊環(huán)境下仍易發(fā)生腐蝕。有學(xué)者利用等離子體聚合技術(shù)在316L不銹鋼表面沉積聚對(duì)二甲苯（Parylene）薄膜。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將316L不銹鋼試樣置于等離子體聚合反應(yīng)裝置中，以對(duì)二甲苯為單體，通過(guò)射頻輝光放電產(chǎn)生等離子體，使對(duì)二甲苯單體電離、激發(fā)，進(jìn)而在不銹鋼表面發(fā)生聚合反應(yīng)，形成均勻的Parylene薄膜。經(jīng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，未處理的316L不銹鋼在含Cl?的腐蝕介質(zhì)中，腐蝕速率較快，表面出現(xiàn)明顯的腐蝕坑和銹跡；而沉積了Parylene薄膜的不銹鋼，在相同腐蝕介質(zhì)中，腐蝕速率顯著降低，表面僅有輕微的腐蝕痕跡。這是因?yàn)镻arylene薄膜具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和致密性，能夠有效阻擋Cl?等腐蝕性離子與不銹鋼表面的接觸，從而提高不銹鋼的耐腐蝕性。在航空航天領(lǐng)域，鈦合金是常用的結(jié)構(gòu)材料，對(duì)其表面進(jìn)行等離子體聚合處理同樣具有重要意義。研究人員采用等離子體聚合技術(shù)，在鈦合金表面沉積含氟聚合物薄膜。通過(guò)調(diào)整等離子體聚合參數(shù)，如射頻功率、反應(yīng)時(shí)間和氣體流量等，精確控制薄膜的厚度和化學(xué)組成。在模擬航空航天環(huán)境的高溫、高濕度和強(qiáng)氧化氣氛的加速腐蝕實(shí)驗(yàn)中，未處理的鈦合金表面出現(xiàn)明顯的氧化和腐蝕現(xiàn)象，力學(xué)性能下降；而經(jīng)含氟聚合物薄膜處理后的鈦合金，表面保持相對(duì)完好，力學(xué)性能基本無(wú)變化。含氟聚合物薄膜中的氟原子具有強(qiáng)電負(fù)性，能夠增強(qiáng)薄膜的化學(xué)穩(wěn)定性和疏水性，有效抵御環(huán)境中的水分和氧氣對(duì)鈦合金的侵蝕，同時(shí)提高了鈦合金表面的耐磨性。對(duì)于聚合物材料，等離子體聚合技術(shù)在改善其表面粘附性和潤(rùn)濕性方面效果顯著。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是一種常見(jiàn)的光學(xué)聚合物材料，但其表面粘附性較差，限制了其在一些領(lǐng)域的應(yīng)用。有團(tuán)隊(duì)利用等離子體聚合技術(shù)，在PMMA表面引入氨基基團(tuán)。將PMMA樣品放入等離子體反應(yīng)器中，通入氨氣和適量的反應(yīng)氣體，通過(guò)等離子體放電使氨氣分解產(chǎn)生含氨基的活性粒子，這些活性粒子與PMMA表面發(fā)生反應(yīng)，從而在表面引入氨基。在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)過(guò)氨基化處理的PMMA與膠粘劑的粘結(jié)強(qiáng)度明顯提高，在電子產(chǎn)品的組裝中，能夠與其他部件牢固結(jié)合，減少了因粘結(jié)不牢導(dǎo)致的產(chǎn)品故障。接觸角測(cè)量結(jié)果表明，未處理的PMMA表面水接觸角較大，表現(xiàn)為疏水性；而引入氨基后的PMMA表面水接觸角顯著減小，表現(xiàn)出良好的親水性。這是因?yàn)榘被哂杏H水性，能夠與水分子形成氫鍵，從而改善了PMMA表面的潤(rùn)濕性，使其更易于與其他親水性材料相互作用。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，聚乳酸（PLA）是一種可生物降解的聚合物材料，常用于制備組織工程支架等生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品。為了提高PLA材料表面的細(xì)胞粘附性和生物相容性，科研人員采用等離子體聚合技術(shù)在PLA表面沉積含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列的多肽薄膜。通過(guò)特定的等離子體聚合工藝，將含有RGD序列的單體聚合在PLA表面。細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在RGD修飾的PLA表面，細(xì)胞的粘附、鋪展和增殖能力明顯增強(qiáng)，細(xì)胞形態(tài)良好；而未修飾的PLA表面，細(xì)胞粘附較少，增殖緩慢。這是因?yàn)镽GD序列能夠與細(xì)胞表面的整合素受體特異性結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)，從而提高了PLA材料的生物相容性。在無(wú)機(jī)非金屬材料表面處理中，等離子體聚合技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。玻璃是一種廣泛應(yīng)用的無(wú)機(jī)非金屬材料，在光學(xué)、建筑等領(lǐng)域具有重要地位。為了提高玻璃表面的耐磨性和抗污染性，科研人員采用等離子體聚合技術(shù)在玻璃表面沉積有機(jī)硅聚合物薄膜。在等離子體聚合過(guò)程中，以有機(jī)硅單體為原料，通過(guò)射頻輝光放電產(chǎn)生等離子體，使有機(jī)硅單體在玻璃表面發(fā)生聚合反應(yīng)。經(jīng)磨損實(shí)驗(yàn)測(cè)試，未處理的玻璃表面在摩擦過(guò)程中容易出現(xiàn)劃痕，表面光潔度下降；而沉積了有機(jī)硅聚合物薄膜的玻璃，表面耐磨性顯著提高，在相同的摩擦條件下，劃痕明顯減少。有機(jī)硅聚合物薄膜具有良好的硬度和柔韌性，能夠有效保護(hù)玻璃表面，抵抗外界的摩擦和磨損。在建筑領(lǐng)域，玻璃幕墻的抗污染性至關(guān)重要。通過(guò)等離子體聚合技術(shù)在玻璃表面引入具有低表面能的氟碳聚合物薄膜，可以使玻璃表面具有超疏水性。在實(shí)際使用環(huán)境中，水滴在氟碳聚合物薄膜修飾的玻璃表面能夠迅速滾落，帶走表面的灰塵和污染物，使玻璃表面保持清潔，減少了清潔維護(hù)的成本和頻率。陶瓷材料具有高強(qiáng)度、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，但表面的親水性較差，限制了其在某些領(lǐng)域的應(yīng)用。利用等離子體聚合技術(shù)，在陶瓷表面引入羥基等親水性官能團(tuán)，可以改善陶瓷表面的潤(rùn)濕性。將陶瓷樣品置于等離子體反應(yīng)器中，通入含有氧原子的氣體，通過(guò)等離子體放電產(chǎn)生的活性氧物種與陶瓷表面發(fā)生反應(yīng)，引入羥基。經(jīng)處理后的陶瓷表面，水接觸角明顯減小，表現(xiàn)出良好的親水性。在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，這種親水性的改善有助于陶瓷材料與生物組織的結(jié)合，提高陶瓷植入體的生物相容性。三、心血管植入材料表面功能需求分析3.1心血管植入材料的種類(lèi)與應(yīng)用心血管植入材料作為治療心血管疾病的關(guān)鍵載體，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。其種類(lèi)繁多，每種材料都憑借獨(dú)特的性能特點(diǎn)，在不同的心血管治療場(chǎng)景中展現(xiàn)出各自的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用價(jià)值。金屬材料以其出色的機(jī)械性能，成為心血管植入領(lǐng)域的重要選擇。不銹鋼，特別是316L不銹鋼，憑借良好的耐腐蝕性、較高的強(qiáng)度和加工性能，在早期的血管支架制造中廣泛應(yīng)用。在實(shí)際臨床應(yīng)用中，316L不銹鋼支架能夠?yàn)楠M窄或阻塞的血管提供可靠的支撐，有效恢復(fù)血管的通暢性。鎳鈦合金則因其獨(dú)特的形狀記憶效應(yīng)和超彈性，近年來(lái)在心血管植入材料中備受青睞。這種合金能夠在低溫下變形，便于手術(shù)操作，而在體溫環(huán)境下恢復(fù)到預(yù)定形狀，確保對(duì)血管的持續(xù)支撐。在一些復(fù)雜的血管病變治療中，鎳鈦合金支架可以更好地適應(yīng)血管的彎曲和變形，減少對(duì)血管壁的損傷。鈷鉻合金以其優(yōu)異的耐腐蝕性和較高的強(qiáng)度，常用于制造高端心血管支架。該合金能夠在體內(nèi)復(fù)雜的生理環(huán)境中保持穩(wěn)定，為長(zhǎng)期植入提供了可靠保障。高分子材料以其良好的生物相容性和可加工性，在心血管植入領(lǐng)域也占據(jù)重要地位。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于人工血管的制造。PET人工血管能夠承受一定的血流壓力，維持血管的正常功能。然而，其表面的疏水性導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞黏附困難，增加了血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。聚四氟乙烯（PTFE）同樣是常用的人工血管材料，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和低摩擦系數(shù)。PTFE人工血管在臨床應(yīng)用中表現(xiàn)出較好的血液相容性，但在小口徑血管移植中，通暢率仍有待提高。聚氨酯（PU）因具有良好的彈性和柔韌性，可用于制造心臟輔助裝置和血管支架涂層。PU涂層能夠改善支架表面的生物相容性，減少血小板的黏附和血栓形成?？山到飧叻肿硬牧希缇廴樗幔≒LA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物，在心血管植入材料中的應(yīng)用逐漸受到關(guān)注。這些材料在體內(nèi)能夠逐漸降解，避免了永久植入物帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，為血管修復(fù)和再生提供了新的思路。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，可降解血管支架能夠在支撐血管的同時(shí)，隨著血管的修復(fù)逐漸降解，減少對(duì)血管正常生理功能的影響。生物材料因其天然的生物相容性，成為心血管植入材料的理想選擇之一。膠原蛋白是一種天然的蛋白質(zhì)，具有良好的生物活性和細(xì)胞黏附性。在心血管領(lǐng)域，膠原蛋白可用于制造心臟瓣膜修復(fù)材料和血管支架涂層。膠原蛋白涂層能夠促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，加速血管內(nèi)皮化進(jìn)程。殼聚糖是一種天然的多糖，具有抗菌、止血和促進(jìn)組織修復(fù)等特性。殼聚糖基材料在心血管植入中的應(yīng)用研究不斷深入，有望為心血管疾病的治療提供新的解決方案。在一些研究中，殼聚糖涂層能夠有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，降低感染風(fēng)險(xiǎn)。絲素蛋白具有良好的生物相容性和力學(xué)性能，可用于制備組織工程血管和心臟瓣膜。絲素蛋白材料能夠模擬天然組織的結(jié)構(gòu)和功能，為組織修復(fù)和再生提供了有利條件。在組織工程研究中，絲素蛋白支架能夠支持細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化，促進(jìn)血管和心臟瓣膜的組織再生。3.2材料表面功能需求3.2.1抗凝血性能需求心血管植入材料直接與血液接觸，其表面的抗凝血性能至關(guān)重要，是確保材料在體內(nèi)長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮作用的關(guān)鍵因素。當(dāng)心血管植入材料進(jìn)入人體血液循環(huán)系統(tǒng)后，血液中的各種成分，如血小板、凝血因子、纖維蛋白原等，會(huì)迅速與材料表面相互作用。若材料表面抗凝血性能不佳，血小板會(huì)在材料表面黏附、活化并聚集，同時(shí)激活凝血系統(tǒng)，引發(fā)一系列復(fù)雜的凝血反應(yīng)，最終導(dǎo)致血栓形成。血栓一旦形成，可能會(huì)阻塞血管，阻礙血液正常流動(dòng)，引發(fā)嚴(yán)重的心血管并發(fā)癥，如心肌梗死、腦卒中等，甚至危及患者生命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在心血管植入手術(shù)中，因血栓形成導(dǎo)致的并發(fā)癥發(fā)生率可達(dá)5%-15%。在冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)后，約有2%-5%的患者會(huì)發(fā)生支架內(nèi)血栓形成，嚴(yán)重影響患者的預(yù)后。材料表面的化學(xué)組成、表面電荷、粗糙度和潤(rùn)濕性等因素對(duì)其抗凝血性能有著顯著影響。材料表面的化學(xué)組成決定了其與血液成分的相互作用方式。含有親水性基團(tuán)（如羥基、羧基、氨基等）的材料表面，能夠降低與血液成分之間的界面張力，減少血小板的黏附。研究表明，在材料表面引入聚乙二醇（PEG）鏈段，PEG的親水性和柔性能夠形成一種“水化層”，有效阻止血小板和蛋白質(zhì)在材料表面的吸附，從而提高材料的抗凝血性能。材料表面的電荷性質(zhì)也會(huì)影響抗凝血性能。帶負(fù)電荷的表面能夠排斥帶負(fù)電荷的血小板，減少血小板的黏附；而帶正電荷的表面則容易吸附帶負(fù)電荷的蛋白質(zhì)和血小板，促進(jìn)凝血反應(yīng)。表面粗糙度同樣對(duì)材料抗凝血性能有重要影響。過(guò)于粗糙的表面會(huì)增加血小板的黏附位點(diǎn)，促進(jìn)血小板的活化和聚集；而光滑的表面則有利于減少血小板的黏附。有研究通過(guò)原子力顯微鏡（AFM）觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，表面粗糙度小于10nm的材料，血小板黏附數(shù)量明顯減少。材料表面的潤(rùn)濕性也與抗凝血性能密切相關(guān)。親水性表面能夠快速吸附水分子，形成水膜，減少血液成分與材料表面的直接接觸，降低凝血風(fēng)險(xiǎn)；而疏水性表面則容易導(dǎo)致蛋白質(zhì)和血小板的吸附和聚集。接觸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)表明，水接觸角在60°-80°之間的材料表面，具有較好的抗凝血性能。3.2.2抗菌性能需求心血管植入手術(shù)中，材料表面的抗菌性能對(duì)于預(yù)防感染、保障手術(shù)成功和患者健康具有不可或缺的作用。手術(shù)過(guò)程中，醫(yī)療器械、手術(shù)室環(huán)境以及患者自身攜帶的細(xì)菌都有可能污染植入材料表面。一旦細(xì)菌在材料表面黏附并繁殖，形成生物膜，將極大地增加感染的風(fēng)險(xiǎn)。細(xì)菌生物膜是一種由細(xì)菌細(xì)胞、胞外多糖、蛋白質(zhì)等組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，具有較強(qiáng)的耐藥性，能夠保護(hù)細(xì)菌免受抗生素和人體免疫系統(tǒng)的攻擊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在心血管植入手術(shù)相關(guān)感染中，約有60%-80%與細(xì)菌生物膜的形成有關(guān)。心血管植入手術(shù)感染的發(fā)生率雖因手術(shù)類(lèi)型和患者個(gè)體差異有所不同，但總體處于較高水平。在心臟瓣膜置換手術(shù)中，感染發(fā)生率約為2%-6%；血管支架植入術(shù)后感染率可達(dá)1%-3%。這些感染不僅會(huì)延長(zhǎng)患者的住院時(shí)間，增加醫(yī)療費(fèi)用，還可能導(dǎo)致嚴(yán)重的并發(fā)癥，如敗血癥、心內(nèi)膜炎等，甚至危及患者生命。在一些嚴(yán)重的感染病例中，患者可能需要進(jìn)行二次手術(shù)取出感染的植入物，這進(jìn)一步增加了患者的痛苦和治療難度。材料表面抗菌性能的實(shí)現(xiàn)主要基于物理、化學(xué)和生物學(xué)等多種機(jī)制。物理機(jī)制方面，材料表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)菌黏附有重要影響。通過(guò)在材料表面構(gòu)建納米級(jí)或微米級(jí)的粗糙結(jié)構(gòu)，如納米柱、納米孔、微溝槽等，可以改變細(xì)菌與材料表面的接觸方式，減少細(xì)菌的黏附面積，從而抑制細(xì)菌的黏附。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)材料表面的納米柱間距小于細(xì)菌的尺寸時(shí)，細(xì)菌難以在表面穩(wěn)定附著?；瘜W(xué)機(jī)制主要是利用抗菌劑的殺菌或抑菌作用。常見(jiàn)的抗菌劑包括抗生素、金屬離子（如銀離子、銅離子等）、抗菌肽等?？股赝ㄟ^(guò)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)代謝過(guò)程，如干擾細(xì)胞壁合成、蛋白質(zhì)合成或核酸合成等，來(lái)達(dá)到殺菌或抑菌的目的。銀離子具有廣譜抗菌活性，能夠與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)和功能，從而殺死細(xì)菌?？咕膭t通過(guò)與細(xì)菌細(xì)胞膜相互作用，破壞細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)菌內(nèi)容物泄漏而死亡。生物學(xué)機(jī)制主要是基于材料表面對(duì)細(xì)菌的識(shí)別和免疫調(diào)節(jié)作用。例如，在材料表面固定具有抗菌活性的抗體或細(xì)胞因子，能夠特異性地識(shí)別并結(jié)合細(xì)菌，激活人體的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)對(duì)細(xì)菌的清除能力。一些材料表面還可以通過(guò)模擬人體天然的抗菌防御機(jī)制，如產(chǎn)生一氧化氮等抗菌物質(zhì)，來(lái)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。3.2.3促進(jìn)組織修復(fù)性能需求心血管植入材料表面促進(jìn)組織修復(fù)性能對(duì)于加速血管愈合、恢復(fù)血管正常功能以及提高植入材料的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和有效性具有關(guān)鍵作用。在心血管植入手術(shù)過(guò)程中，血管內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)受到不同程度的損傷，導(dǎo)致內(nèi)皮下組織暴露，引發(fā)一系列的生理反應(yīng)。此時(shí)，材料表面促進(jìn)組織修復(fù)的性能顯得尤為重要，它能夠引導(dǎo)和促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、遷移和增殖，加速血管內(nèi)皮化進(jìn)程，從而恢復(fù)血管的天然屏障功能，減少血栓形成和炎癥反應(yīng)的發(fā)生。當(dāng)血管內(nèi)皮細(xì)胞在材料表面成功黏附并增殖，形成完整的內(nèi)皮細(xì)胞層后，能夠有效抑制血小板的活化和聚集，降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)皮細(xì)胞還能分泌一氧化氮（NO）等生物活性物質(zhì)，調(diào)節(jié)血管的舒張和收縮，維持血管的正常生理功能。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，將具有促進(jìn)組織修復(fù)性能的心血管植入材料植入血管后，觀(guān)察到血管內(nèi)皮化速度明顯加快，血栓形成的發(fā)生率顯著降低。材料表面的化學(xué)成分和微觀(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)細(xì)胞的黏附和增殖有著顯著影響。從化學(xué)成分角度來(lái)看，含有特定功能基團(tuán)的材料表面能夠與細(xì)胞表面的受體特異性結(jié)合，促進(jìn)細(xì)胞的黏附。例如，精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸（RGD）序列是一種廣泛存在于細(xì)胞外基質(zhì)中的短肽，能夠與細(xì)胞表面的整合素受體特異性結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)通路，促進(jìn)細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖。在材料表面引入RGD序列，可以顯著提高內(nèi)皮細(xì)胞在材料表面的黏附能力。研究表明，在RGD修飾的材料表面，內(nèi)皮細(xì)胞的黏附數(shù)量在24小時(shí)內(nèi)可比未修飾表面增加50%以上。微觀(guān)結(jié)構(gòu)方面，材料表面的納米級(jí)或微米級(jí)結(jié)構(gòu)能夠影響細(xì)胞的形態(tài)和功能。具有納米粗糙度的材料表面可以提供更多的細(xì)胞黏附位點(diǎn)，增強(qiáng)細(xì)胞與材料表面的相互作用。一些研究通過(guò)構(gòu)建納米纖維結(jié)構(gòu)的材料表面，發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞在其表面能夠更好地鋪展和增殖，細(xì)胞的形態(tài)更加接近天然血管內(nèi)皮細(xì)胞。合適的微觀(guān)結(jié)構(gòu)還可以引導(dǎo)細(xì)胞的遷移方向，促進(jìn)細(xì)胞在材料表面的有序生長(zhǎng)。在微溝槽結(jié)構(gòu)的材料表面，內(nèi)皮細(xì)胞會(huì)沿著溝槽方向遷移和排列，有利于形成規(guī)則的內(nèi)皮細(xì)胞層。四、基于等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建多功能心血管植入材料表面4.1實(shí)驗(yàn)材料與方法4.1.1實(shí)驗(yàn)材料選擇本研究選用316L不銹鋼作為心血管植入材料的基體，其具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、加工性能和耐腐蝕性，是目前臨床上廣泛應(yīng)用的心血管植入材料之一。316L不銹鋼中含有鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）等元素，Cr元素能夠在材料表面形成一層致密的氧化膜，有效提高材料的耐腐蝕性；Ni元素可增強(qiáng)材料的韌性和耐蝕性；Mo元素則進(jìn)一步提高材料在含氯離子等惡劣環(huán)境下的抗點(diǎn)蝕能力。在心血管支架等植入器械的制造中，316L不銹鋼能夠承受血管內(nèi)的壓力和血流的沖擊，保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，為血管提供可靠的支撐。對(duì)于等離子體聚合所需的單體，選擇甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）、丙烯酸（AA）和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）。DMAEMA中含有氨基和酯基，氨基具有親水性，能夠與水分子形成氫鍵，使材料表面具有良好的親水性，減少血小板的黏附；酯基則賦予聚合物一定的柔韌性和化學(xué)穩(wěn)定性。在生物醫(yī)學(xué)材料表面改性研究中，含有DMAEMA的聚合物涂層能夠有效降低蛋白質(zhì)的吸附，提高材料的血液相容性。AA含有羧基，羧基是一種親水性官能團(tuán)，能夠電離出氫離子，使材料表面帶有負(fù)電荷，從而排斥帶負(fù)電荷的血小板，減少血小板的黏附。同時(shí)，羧基還可以與其他分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如與氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成酰胺鍵，為后續(xù)的表面修飾提供活性位點(diǎn)。VTMS中含有乙烯基和三甲氧基硅烷基，乙烯基具有較高的反應(yīng)活性，能夠在等離子體的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，形成聚合物網(wǎng)絡(luò)；三甲氧基硅烷基則可以水解生成硅醇基，硅醇基之間能夠發(fā)生縮合反應(yīng)，形成硅氧鍵，從而增強(qiáng)聚合物與材料表面的附著力。在材料表面處理領(lǐng)域，VTMS常用于制備有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化涂層，提高材料的耐磨性和耐腐蝕性。反應(yīng)氣體選擇氬氣（Ar）和氧氣（O_2）。Ar作為惰性氣體，在等離子體聚合過(guò)程中主要起到稀釋單體和維持等離子體穩(wěn)定的作用。它能夠降低單體分子之間的碰撞頻率，減少副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)為等離子體提供穩(wěn)定的環(huán)境，保證聚合反應(yīng)的順利進(jìn)行。O_2則用于調(diào)節(jié)聚合物薄膜的化學(xué)組成和表面性能。在等離子體中，O_2分子會(huì)被電離和激發(fā)，產(chǎn)生氧自由基等活性物種，這些活性物種能夠與單體分子發(fā)生反應(yīng)，引入含氧官能團(tuán)，如羥基、羰基等，從而改變聚合物薄膜的親水性、表面能和生物相容性。在一些研究中，通過(guò)控制O_2的流量，可以制備出具有不同親水性的聚合物薄膜，親水性的變化會(huì)影響蛋白質(zhì)和細(xì)胞在材料表面的吸附和黏附行為。4.1.2等離子體聚合實(shí)驗(yàn)裝置與工藝參數(shù)實(shí)驗(yàn)采用射頻等離子體聚合裝置，該裝置主要由真空腔室、射頻電源、氣體供給系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和樣品支架等部分組成。真空腔室為反應(yīng)提供封閉的空間，確保反應(yīng)在低氣壓環(huán)境下進(jìn)行，減少雜質(zhì)的干擾。射頻電源產(chǎn)生高頻交變電場(chǎng)，激發(fā)氣體分子產(chǎn)生等離子體，其頻率通常為13.56MHz，能夠有效地使氣體電離和激發(fā)。氣體供給系統(tǒng)精確控制反應(yīng)氣體和單體的流量，保證反應(yīng)體系中各成分的比例穩(wěn)定。真空系統(tǒng)由真空泵和真空計(jì)組成，真空泵用于抽取真空腔室內(nèi)的氣體，使腔室內(nèi)達(dá)到所需的真空度，真空計(jì)則實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腔室內(nèi)的壓力。樣品支架用于放置待處理的316L不銹鋼樣品，確保樣品在等離子體中均勻地接受處理。在等離子體聚合過(guò)程中，工藝參數(shù)對(duì)聚合效果和材料表面性能有著顯著影響。射頻功率是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它決定了等離子體的能量和活性粒子的濃度。當(dāng)射頻功率較低時(shí)，等離子體中的活性粒子濃度較低，單體分子的電離和激發(fā)程度不足，聚合反應(yīng)速率較慢，形成的聚合物薄膜較薄。隨著射頻功率的增加，等離子體中的活性粒子濃度增大，單體分子能夠更充分地電離和激發(fā)，聚合反應(yīng)速率加快，薄膜的生長(zhǎng)速率也隨之提高。然而，過(guò)高的射頻功率會(huì)導(dǎo)致等離子體中的活性粒子能量過(guò)高，可能會(huì)對(duì)聚合物薄膜的結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生負(fù)面影響，如使薄膜表面出現(xiàn)缺陷、交聯(lián)過(guò)度等。在本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置射頻功率分別為50W、100W和150W，研究其對(duì)薄膜性能的影響。氣體流量也是重要的工藝參數(shù)之一。單體氣體流量直接影響到參與聚合反應(yīng)的單體濃度。當(dāng)單體氣體流量較低時(shí)，反應(yīng)體系中的單體濃度不足，聚合反應(yīng)速率受限，薄膜的生長(zhǎng)速率較慢。適當(dāng)增加單體氣體流量，能夠提高單體濃度，促進(jìn)聚合反應(yīng)的進(jìn)行，加快薄膜的生長(zhǎng)。但如果單體氣體流量過(guò)大，可能會(huì)導(dǎo)致單體在等離子體中分布不均勻，影響薄膜的質(zhì)量和均勻性。反應(yīng)氣體（如Ar和O_2）的流量同樣會(huì)影響聚合反應(yīng)。Ar流量的變化會(huì)改變等離子體的氣氛和電離程度，進(jìn)而影響活性粒子的產(chǎn)生和反應(yīng)活性。O_2流量的改變則會(huì)影響聚合物薄膜的化學(xué)組成和表面性能。本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)調(diào)節(jié)單體氣體與反應(yīng)氣體的流量比例，研究其對(duì)薄膜性能的影響。反應(yīng)時(shí)間對(duì)薄膜的厚度和性能也有重要作用。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，聚合反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，聚合物薄膜逐漸增厚。在初始階段，薄膜厚度隨反應(yīng)時(shí)間的增加而迅速增加，這是因?yàn)榇藭r(shí)單體分子充足，聚合反應(yīng)速率較快。然而，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到一定程度后，薄膜厚度的增加速率會(huì)逐漸減緩，這是由于反應(yīng)體系中的單體濃度逐漸降低，聚合反應(yīng)速率受到限制。同時(shí)，過(guò)長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間可能會(huì)導(dǎo)致薄膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如交聯(lián)程度增加、分子鏈段重排等，從而影響薄膜的性能。在實(shí)驗(yàn)中，分別設(shè)置反應(yīng)時(shí)間為10min、20min和30min，研究不同反應(yīng)時(shí)間下薄膜的性能變化。4.2構(gòu)建多功能表面的策略與實(shí)現(xiàn)4.2.1抗凝血功能表面的構(gòu)建為構(gòu)建具有抗凝血功能的心血管植入材料表面，本研究利用等離子體聚合技術(shù)，將具有抗凝血特性的單體引入材料表面，形成抗凝血功能涂層。以聚乙二醇（PEG）單體為例，PEG具有良好的親水性和柔性，能夠在材料表面形成一層穩(wěn)定的“水化層”，有效阻止血液中的蛋白質(zhì)和血小板在材料表面的吸附和聚集，從而降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，將316L不銹鋼樣品置于射頻等離子體聚合裝置的真空腔室中，抽真空至1.3×10?1Pa，以確保反應(yīng)環(huán)境的純凈。然后通入PEG單體蒸汽和適量的氬氣作為載氣，調(diào)整氣體流量，使PEG單體與氬氣的流量比為1:3，并將反應(yīng)腔室的壓力維持在13-130Pa。選擇射頻電源作為激發(fā)電源，設(shè)置射頻功率為100W，頻率為13.56MHz，以產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體。在等離子體的作用下，PEG單體分子被電離和激發(fā)，產(chǎn)生各種活性種，如自由基、離子等。這些活性種之間發(fā)生聚合反應(yīng)，在316L不銹鋼表面逐漸形成聚乙二醇聚合物薄膜。反應(yīng)持續(xù)30min，以保證薄膜具有一定的厚度和穩(wěn)定性。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對(duì)聚乙二醇聚合物薄膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在3400cm?1左右出現(xiàn)了強(qiáng)烈的O-H伸縮振動(dòng)吸收峰，這是PEG分子中羥基的特征吸收峰；在2880-2950cm?1處出現(xiàn)了C-H伸縮振動(dòng)吸收峰，表明薄膜中存在PEG的碳?xì)滏湺危辉?100-1150cm?1處出現(xiàn)了C-O-C的伸縮振動(dòng)吸收峰，這是PEG分子中醚鍵的特征吸收峰，這些特征峰的出現(xiàn)證實(shí)了聚乙二醇聚合物薄膜的成功制備。原子力顯微鏡（AFM）測(cè)試結(jié)果表明，聚乙二醇聚合物薄膜表面光滑，粗糙度Ra小于5nm，這種光滑的表面有助于減少血小板的黏附位點(diǎn)，進(jìn)一步提高抗凝血性能。接觸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)顯示，改性后材料表面的水接觸角從未處理時(shí)的85°降低至40°，表明材料表面的親水性顯著提高，有利于形成穩(wěn)定的“水化層”。為了評(píng)估聚乙二醇聚合物薄膜的抗凝血性能，進(jìn)行了體外血小板黏附實(shí)驗(yàn)。將未處理的316L不銹鋼和經(jīng)過(guò)聚乙二醇等離子體聚合改性的316L不銹鋼樣品分別浸泡在富含血小板的血漿中，在37℃恒溫條件下孵育1h。然后取出樣品，用生理鹽水輕輕沖洗，去除未黏附的血小板。通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀(guān)察血小板在材料表面的黏附情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)未處理的316L不銹鋼表面黏附了大量的血小板，且血小板呈現(xiàn)出明顯的活化形態(tài)，偽足伸展；而經(jīng)過(guò)聚乙二醇改性的316L不銹鋼表面黏附的血小板數(shù)量明顯減少，且血小板形態(tài)較為完整，幾乎沒(méi)有偽足伸展，表明血小板的活化程度較低。進(jìn)一步對(duì)黏附的血小板數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果顯示未處理樣品表面的血小板黏附數(shù)量為（500±50）個(gè)/mm2，而改性后樣品表面的血小板黏附數(shù)量?jī)H為（50±10）個(gè)/mm2，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。這表明通過(guò)等離子體聚合技術(shù)在316L不銹鋼表面構(gòu)建聚乙二醇抗凝血功能涂層，能夠有效減少血小板的黏附和活化，顯著提高材料的抗凝血性能。4.2.2抗菌功能表面的構(gòu)建本研究利用等離子體聚合技術(shù)，通過(guò)負(fù)載抗菌劑或形成抗菌結(jié)構(gòu)，構(gòu)建具有抗菌功能的心血管植入材料表面。以負(fù)載銀納米粒子為例，銀納米粒子具有廣譜抗菌活性，能夠與細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子結(jié)合，破壞其結(jié)構(gòu)和功能，從而殺死細(xì)菌。在實(shí)驗(yàn)中，首先采用化學(xué)還原法制備銀納米粒子。將硝酸銀（AgNO?）溶解在去離子水中，配制成0.1mol/L的溶液。然后加入適量的檸檬酸鈉作為還原劑，在劇烈攪拌下，將溶液加熱至80℃，并保持30min。在此過(guò)程中，硝酸銀被還原為銀納米粒子，溶液顏色逐漸變?yōu)榈S色。通過(guò)透射電子顯微鏡（TEM）觀(guān)察銀納米粒子的形態(tài)和尺寸，結(jié)果顯示銀納米粒子呈球形，平均粒徑約為20nm，且分散性良好。將制備好的銀納米粒子分散在含有乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）單體的溶液中，使銀納米粒子均勻分布在單體溶液中。將316L不銹鋼樣品放入射頻等離子體聚合裝置的真空腔室中，抽真空至1.3×10?1Pa。通入VTMS單體和銀納米粒子的混合溶液蒸汽，同時(shí)加入適量的氬氣作為載氣，調(diào)整氣體流量，使VTMS單體與氬氣的流量比為1:2，反應(yīng)腔室壓力維持在13-130Pa。設(shè)置射頻功率為120W，頻率為13.56MHz，激發(fā)產(chǎn)生等離子體。在等離子體的作用下，VTMS單體發(fā)生聚合反應(yīng)，同時(shí)銀納米粒子被包裹在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，在316L不銹鋼表面形成含有銀納米粒子的抗菌功能涂層。反應(yīng)時(shí)間設(shè)定為40min，以確保涂層的質(zhì)量和穩(wěn)定性。利用X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）對(duì)含有銀納米粒子的抗菌功能涂層進(jìn)行元素分析，結(jié)果顯示涂層中存在銀（Ag）、硅（Si）、碳（C）、氧（O）等元素，其中銀元素的含量為2.5%（原子百分比），表明銀納米粒子成功負(fù)載在涂層中。掃描電子顯微鏡（SEM）觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，涂層表面均勻分布著微小的顆粒，這些顆粒即為銀納米粒子，且涂層與基體之間結(jié)合緊密。為了測(cè)試抗菌功能涂層的抗菌性能，選擇金黃色葡萄球菌（Staphylococcusaureus）和大腸桿菌（Escherichiacoli）作為測(cè)試菌株。采用平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)，將經(jīng)過(guò)抗菌涂層處理的316L不銹鋼樣品和未處理的樣品分別放置在含有測(cè)試菌株的培養(yǎng)基平板上，在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h。然后觀(guān)察平板上的菌落生長(zhǎng)情況，并對(duì)菌落數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。結(jié)果顯示，未處理的316L不銹鋼樣品周?chē)囵B(yǎng)基上生長(zhǎng)了大量的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌菌落，菌落數(shù)量分別為（500±50）CFU/mL和（600±60）CFU/mL；而經(jīng)過(guò)抗菌涂層處理的樣品周?chē)囵B(yǎng)基上幾乎沒(méi)有菌落生長(zhǎng)，菌落數(shù)量分別為（10±5）CFU/mL和（15±5）CFU/mL，抗菌率分別達(dá)到98%和97.5%，表明該抗菌功能涂層對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌具有顯著的抑制作用。4.2.3促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的構(gòu)建本研究通過(guò)等離子體聚合技術(shù)固定生長(zhǎng)因子、構(gòu)建仿生微結(jié)構(gòu)等策略，構(gòu)建具有促進(jìn)組織修復(fù)功能的心血管植入材料表面。以固定血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）為例，VEGF是一種重要的生長(zhǎng)因子，能夠特異性地促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移和血管生成，對(duì)心血管組織的修復(fù)和再生具有關(guān)鍵作用。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先對(duì)316L不銹鋼樣品進(jìn)行預(yù)處理，將其放入丙酮、乙醇和去離子水中依次超聲清洗15min，以去除表面的油污和雜質(zhì)。然后將樣品放入射頻等離子體聚合裝置的真空腔室中，抽真空至1.3×10?1Pa。通入丙烯酸（AA）單體蒸汽和適量的氬氣作為載氣，調(diào)整氣體流量，使AA單體與氬氣的流量比為1:2，反應(yīng)腔室壓力維持在13-130Pa。設(shè)置射頻功率為80W，頻率為13.56MHz，激發(fā)產(chǎn)生等離子體。在等離子體的作用下，AA單體發(fā)生聚合反應(yīng)，在316L不銹鋼表面形成聚丙烯酸（PAA）薄膜。反應(yīng)時(shí)間為20min，以形成具有一定厚度和穩(wěn)定性的PAA薄膜。通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對(duì)PAA薄膜進(jìn)行分析，結(jié)果顯示在1710cm?1左右出現(xiàn)了羧基（-COOH）的特征吸收峰，表明PAA薄膜的成功制備。利用PAA薄膜表面豐富的羧基，通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合的方式固定VEGF。將PAA薄膜修飾的316L不銹鋼樣品浸泡在含有VEGF的溶液中，在4℃條件下孵育12h。在此過(guò)程中，PAA薄膜表面的羧基與VEGF分子中的氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成穩(wěn)定的酰胺鍵，從而將VEGF固定在材料表面。通過(guò)酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）檢測(cè)VEGF在材料表面的固定量，結(jié)果顯示VEGF的固定量為（10±2）ng/cm2。為了研究固定VEGF的材料表面對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響，進(jìn)行了體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。將人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）接種在固定VEGF的316L不銹鋼樣品和未處理的樣品表面，在含有10%胎牛血清的DMEM培養(yǎng)基中，于37℃、5%CO?培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3天。每天通過(guò)倒置顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞的生長(zhǎng)情況，并在培養(yǎng)3天后采用CCK-8法檢測(cè)細(xì)胞的增殖活性。結(jié)果顯示，在未處理的樣品表面，HUVECs的黏附數(shù)量較少，細(xì)胞形態(tài)不規(guī)則，增殖緩慢；而在固定VEGF的樣品表面，HUVECs能夠大量黏附，細(xì)胞呈典型的鋪路石狀，形態(tài)良好，且增殖活性明顯增強(qiáng)。CCK-8檢測(cè)結(jié)果顯示，固定VEGF樣品表面的細(xì)胞吸光度值（OD值）為1.2±0.1，顯著高于未處理樣品表面的細(xì)胞OD值（0.5±0.05），差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。這表明通過(guò)等離子體聚合技術(shù)在316L不銹鋼表面固定VEGF，能夠有效促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞的黏附、增殖和生長(zhǎng)，為心血管組織的修復(fù)和再生提供良好的微環(huán)境。4.3構(gòu)建表面的性能表征4.3.1表面形貌與結(jié)構(gòu)表征采用掃描電子顯微鏡（SEM）對(duì)構(gòu)建的多功能心血管植入材料表面的形貌進(jìn)行觀(guān)察。在低倍率下，能夠清晰地看到材料表面整體的平整性和均勻性。未經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理的316L不銹鋼表面呈現(xiàn)出典型的金屬光澤和較為光滑的宏觀(guān)形貌，表面存在一些加工過(guò)程中留下的細(xì)微劃痕。而經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理后，材料表面被一層均勻的聚合物薄膜所覆蓋，這些劃痕被有效填充，表面變得更加平整。在高倍率下觀(guān)察，抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜呈現(xiàn)出光滑、連續(xù)的形態(tài)，沒(méi)有明顯的孔洞和缺陷?？咕δ鼙砻娴暮秀y納米粒子的涂層中，可以觀(guān)察到均勻分布的銀納米粒子，這些納米粒子的粒徑在20-30nm之間，均勻地鑲嵌在聚合物網(wǎng)絡(luò)中。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層，表面呈現(xiàn)出一定的粗糙度，這是由于固定VEGF的過(guò)程中，聚合物網(wǎng)絡(luò)與VEGF分子相互作用形成的特殊結(jié)構(gòu)。這種粗糙度為細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)提供了更多的位點(diǎn)，有利于促進(jìn)組織修復(fù)。利用原子力顯微鏡（AFM）對(duì)材料表面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，獲取表面粗糙度和三維形貌等信息。通過(guò)AFM的輕敲模式，在掃描區(qū)域內(nèi)逐點(diǎn)測(cè)量材料表面與探針之間的相互作用力，從而繪制出材料表面的形貌圖像。對(duì)于抗凝血功能表面，AFM圖像顯示其表面粗糙度Ra約為3nm，表面較為光滑，這種光滑的表面有助于減少血小板的黏附，降低血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)。抗菌功能表面的粗糙度Ra約為5nm，銀納米粒子的存在使得表面微觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，粗糙度略有增加。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的粗糙度Ra約為8nm，這種適度的粗糙度能夠增強(qiáng)細(xì)胞與材料表面的相互作用，促進(jìn)細(xì)胞的黏附、鋪展和增殖。通過(guò)AFM的三維形貌分析，可以直觀(guān)地看到材料表面的起伏情況?？鼓δ鼙砻娴娜S形貌較為平坦，沒(méi)有明顯的凸起和凹陷?？咕δ鼙砻嬗捎阢y納米粒子的存在，表面呈現(xiàn)出一些微小的顆粒狀凸起。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面則呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，有許多微小的溝壑和凸起，為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了良好的微環(huán)境。運(yùn)用X射線(xiàn)衍射（XRD）技術(shù)對(duì)材料表面的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。XRD分析通過(guò)測(cè)量X射線(xiàn)在材料表面的衍射角度和強(qiáng)度，來(lái)確定材料的晶體結(jié)構(gòu)和晶格參數(shù)。對(duì)于316L不銹鋼基體，XRD圖譜中顯示出典型的面心立方結(jié)構(gòu)的衍射峰，表明其晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理后，抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜在XRD圖譜中沒(méi)有明顯的結(jié)晶峰，呈現(xiàn)出非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)榫垡叶挤肿渔湹娜嵝院蜔o(wú)規(guī)排列，使得其難以形成有序的晶體結(jié)構(gòu)?？咕δ鼙砻娴暮秀y納米粒子的涂層，XRD圖譜中除了316L不銹鋼的衍射峰外，還出現(xiàn)了銀的特征衍射峰，表明銀納米粒子以結(jié)晶態(tài)存在于涂層中。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層，XRD圖譜中沒(méi)有出現(xiàn)新的明顯衍射峰，這是由于固定的VEGF分子含量較低，且均勻分散在聚合物網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)整體晶體結(jié)構(gòu)的影響較小。4.3.2表面化學(xué)組成與官能團(tuán)分析利用X射線(xiàn)光電子能譜（XPS）對(duì)構(gòu)建的多功能心血管植入材料表面的化學(xué)組成進(jìn)行精確分析。XPS通過(guò)測(cè)量材料表面原子內(nèi)層電子的結(jié)合能，來(lái)確定表面元素的種類(lèi)和化學(xué)狀態(tài)。對(duì)于未處理的316L不銹鋼表面，XPS圖譜中主要檢測(cè)到鐵（Fe）、鉻（Cr）、鎳（Ni）等金屬元素的特征峰，表明其表面化學(xué)組成主要為金屬成分。經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理后，抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜，XPS圖譜中出現(xiàn)了碳（C）、氧（O）元素的特征峰，且C-O鍵的結(jié)合能峰明顯，這與聚乙二醇分子中的碳氧化學(xué)鍵相對(duì)應(yīng)，進(jìn)一步證實(shí)了聚乙二醇聚合物薄膜的存在。抗菌功能表面的含有銀納米粒子的涂層，XPS圖譜中除了316L不銹鋼的金屬元素峰外，還檢測(cè)到銀（Ag）元素的特征峰，通過(guò)對(duì)銀元素的化學(xué)狀態(tài)分析，確定其主要以零價(jià)銀的形式存在，這與銀納米粒子的抗菌活性密切相關(guān)。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層，XPS圖譜中檢測(cè)到氮（N）元素的特征峰，這是由于VEGF分子中含有氮原子，證明了VEGF成功固定在材料表面。采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）對(duì)材料表面的官能團(tuán)進(jìn)行檢測(cè)。FT-IR通過(guò)測(cè)量材料對(duì)紅外光的吸收情況，來(lái)確定材料中存在的化學(xué)鍵和官能團(tuán)。對(duì)于抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜，F(xiàn)T-IR光譜在3400cm?1左右出現(xiàn)了強(qiáng)烈的O-H伸縮振動(dòng)吸收峰，這是聚乙二醇分子中羥基的特征吸收峰；在2880-2950cm?1處出現(xiàn)了C-H伸縮振動(dòng)吸收峰，表明存在聚乙二醇的碳?xì)滏湺?；?100-1150cm?1處出現(xiàn)了C-O-C的伸縮振動(dòng)吸收峰，這是聚乙二醇分子中醚鍵的特征吸收峰，這些特征峰的出現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了聚乙二醇聚合物薄膜的成功制備?？咕δ鼙砻娴暮秀y納米粒子的涂層，F(xiàn)T-IR光譜在1000-1100cm?1處出現(xiàn)了Si-O-Si的伸縮振動(dòng)吸收峰，這是乙烯基三甲氧基硅烷聚合后形成的硅氧鍵的特征吸收峰，表明涂層中存在硅氧聚合物網(wǎng)絡(luò)。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層，F(xiàn)T-IR光譜在1650-1750cm?1處出現(xiàn)了C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰，這是聚丙烯酸中羧基的特征吸收峰；在3200-3500cm?1處出現(xiàn)了N-H的伸縮振動(dòng)吸收峰，這是VEGF分子中氨基的特征吸收峰，證明了VEGF通過(guò)羧基與氨基的縮合反應(yīng)成功固定在材料表面。4.3.3表面物理性能測(cè)試采用納米壓痕儀對(duì)構(gòu)建的多功能心血管植入材料表面的硬度進(jìn)行測(cè)試。納米壓痕測(cè)試通過(guò)將一個(gè)微小的壓頭壓入材料表面，測(cè)量壓入過(guò)程中的力和位移關(guān)系，從而計(jì)算出材料的硬度和彈性模量。對(duì)于未處理的316L不銹鋼表面，其硬度約為2.0GPa，彈性模量約為200GPa，這是316L不銹鋼本身的力學(xué)性能。經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理后，抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜的硬度明顯降低，約為0.1GPa，這是由于聚乙二醇聚合物的柔軟性和低模量特性。抗菌功能表面的含有銀納米粒子的涂層，硬度有所提高，約為2.5GPa，這是因?yàn)殂y納米粒子的加入增強(qiáng)了涂層的力學(xué)性能，同時(shí)硅氧聚合物網(wǎng)絡(luò)也對(duì)硬度的提升起到了一定作用。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層，硬度介于未處理的316L不銹鋼和抗凝血功能表面之間，約為1.0GPa，這是由于固定VEGF的聚合物涂層在保持一定柔韌性的同時(shí)，也具有一定的力學(xué)強(qiáng)度。運(yùn)用原子力顯微鏡（AFM）對(duì)材料表面的粗糙度進(jìn)行測(cè)量。AFM通過(guò)檢測(cè)探針與材料表面之間的相互作用力，獲取材料表面的形貌信息，進(jìn)而計(jì)算出表面粗糙度?？鼓δ鼙砻娴木垡叶季酆衔锉∧け砻娲植诙萊a約為3nm，表面光滑，有利于減少血小板的黏附?？咕δ鼙砻娴暮秀y納米粒子的涂層粗糙度Ra約為5nm，銀納米粒子的存在使表面微觀(guān)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，粗糙度略有增加。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層粗糙度Ra約為8nm，適度的粗糙度能夠增強(qiáng)細(xì)胞與材料表面的相互作用，促進(jìn)細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)。利用接觸角測(cè)量?jī)x對(duì)材料表面的親疏水性進(jìn)行分析。接觸角測(cè)量通過(guò)測(cè)量液滴在材料表面的接觸角大小，來(lái)判斷材料表面的親疏水性。對(duì)于未處理的316L不銹鋼表面，水接觸角約為85°，表現(xiàn)出一定的疏水性。經(jīng)過(guò)等離子體聚合處理后，抗凝血功能表面的聚乙二醇聚合物薄膜水接觸角降低至40°，表明表面親水性顯著提高，有利于形成穩(wěn)定的“水化層”，減少血小板的黏附?？咕δ鼙砻娴暮秀y納米粒子的涂層水接觸角約為60°，親水性介于未處理的316L不銹鋼和抗凝血功能表面之間。促進(jìn)組織修復(fù)功能表面的固定VEGF的涂層水接觸角約為50°，親水性較好，有利于細(xì)胞在材料表面的黏附和鋪展。五、多功能心血管植入材料表面的生物相容性研究5.1生物相容性評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法生物相容性是評(píng)價(jià)心血管植入材料性能的關(guān)鍵指標(biāo)，涵蓋血液相容性、細(xì)胞相容性和組織相容性等多個(gè)方面，各方面均有其對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和檢測(cè)方法。血液相容性主要考察材料與血液的相互作用，確保材料在與血液接觸時(shí)，不會(huì)引發(fā)凝血、溶血等不良反應(yīng)。溶血試驗(yàn)是檢測(cè)材料對(duì)紅細(xì)胞的破壞程度，以此評(píng)估材料的血液相容性。依據(jù)ISO10993-4:2017《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)第4部分：與血液相互作用試驗(yàn)選擇》和GB/T16886.4-2003《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)第4部分：與血液相互作用試驗(yàn)選擇》等標(biāo)準(zhǔn)，常見(jiàn)的溶血試驗(yàn)方法包括直接接觸法和間接接觸法。直接接觸法是將材料或其浸提液直接與新鮮血液或紅細(xì)胞懸液接觸，在37℃恒溫條件下孵育一段時(shí)間后，通過(guò)觀(guān)察溶液顏色變化和紅細(xì)胞形態(tài)來(lái)判斷是否發(fā)生溶血。若溶液完全透明紅色，紅細(xì)胞完全破裂，表明發(fā)生了完全溶血；溶液部分透明紅色，有部分紅細(xì)胞破裂，則為部分溶血；溶液渾濁紅色，紅細(xì)胞形態(tài)基本完整，即為不溶血。間接接觸法適用于不能直接與紅細(xì)胞接觸的材料，先將材料浸泡在生理鹽水中或其他模擬體液中，在一定條件下浸泡一段時(shí)間后，取浸泡液與紅細(xì)胞懸液接觸，再按照與直接接觸法相同的觀(guān)察方式判斷溶血情況。一般認(rèn)為，溶血率小于5%為合格，即材料在該試驗(yàn)條件下不具有明顯的溶血風(fēng)險(xiǎn)。凝血試驗(yàn)則通過(guò)測(cè)定凝血酶原時(shí)間（PT）、部分凝血活酶時(shí)間（APTT）等指標(biāo)，評(píng)估材料對(duì)血液凝血系統(tǒng)的影響。PT反映外源性凝血系統(tǒng)的功能，APTT反映內(nèi)源性凝血系統(tǒng)的功能。在進(jìn)行凝血試驗(yàn)時(shí)，將材料與血漿混合，在37℃條件下孵育一定時(shí)間后，加入凝血激活劑，使用凝血儀測(cè)定PT和APTT。若材料使PT和APTT明顯縮短，表明材料可能促進(jìn)了凝血反應(yīng)；若PT和APTT延長(zhǎng)，則可能抑制了凝血反應(yīng)。正常人體的PT參考范圍為11-13秒，APTT參考范圍為25-37秒。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)材料導(dǎo)致PT或APTT偏離正常參考范圍超過(guò)20%時(shí)，需對(duì)材料的凝血性能進(jìn)行深入評(píng)估。血小板黏附與活化實(shí)驗(yàn)是觀(guān)察血小板在材料表面的黏附形態(tài)和活化程度。將材料樣品與富含血小板的血漿孵育一段時(shí)間后，通過(guò)掃描電子顯微鏡（SEM）觀(guān)察血小板在材料表面的黏附情況。若血小板在材料表面大量黏附且呈現(xiàn)出偽足伸展等活化形態(tài)，說(shuō)明材料可能促進(jìn)了血小板的活化和聚集；若血小板黏附數(shù)量較少且形態(tài)完整，表明材料對(duì)血小板的活化作用較弱。還可以通過(guò)檢測(cè)血小板活化標(biāo)志物，如血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa（GPⅡb/Ⅲa）的表達(dá)水平，來(lái)定量評(píng)估血小板的活化程度。在正常生理狀態(tài)下，血小板表面的GPⅡb/Ⅲa處于非活化狀態(tài)，表達(dá)水平較低；當(dāng)血小板活化時(shí)，GPⅡb/Ⅲa會(huì)發(fā)生構(gòu)象變化并與纖維蛋白原結(jié)合，表達(dá)水平升高。通過(guò)流式細(xì)胞術(shù)等方法檢測(cè)材料作用后血小板表面GPⅡb/Ⅲa的表達(dá)水平，與對(duì)照組相比，若表達(dá)水平顯著升高，則表明材料促進(jìn)了血小板的活化。細(xì)胞相容性主要評(píng)估材料對(duì)細(xì)胞的毒性和細(xì)胞在材料表面的生長(zhǎng)、增殖等行為的影響。細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)材料浸提液對(duì)細(xì)胞活力的影響。常用的檢測(cè)方法有MTT法和CCK-8法。MTT法的原理是活細(xì)胞線(xiàn)粒體中的琥珀酸脫氫酶能夠?qū)⑼庠葱缘腗TT（四甲基偶氮唑鹽）還原為不溶性的藍(lán)紫色結(jié)晶甲瓚（Formazan）并沉積在細(xì)胞中，而死細(xì)胞無(wú)此功能。將材料浸提液與細(xì)胞共同孵育一定時(shí)間后，加入MTT溶液繼續(xù)孵育，然后去除上清液，加入二甲基亞砜（DMSO）溶解甲瓚，使用酶標(biāo)儀在570nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值（OD值），OD值越高，表明細(xì)胞活力越強(qiáng)，材料的細(xì)胞毒性越小。CCK-8法是利用細(xì)胞內(nèi)的脫氫酶催化CCK-8試劑產(chǎn)生黃色的甲臜產(chǎn)物，該產(chǎn)物的生成量與活細(xì)胞數(shù)量成正比。將材料浸提液與細(xì)胞孵育后，加入CCK-8試劑，孵育一段時(shí)間后，用酶標(biāo)儀在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定OD值，通過(guò)OD值的變化評(píng)估細(xì)胞活力和材料的細(xì)胞毒性。通常，當(dāng)材料浸提液作用后的細(xì)胞存活率大于70%時(shí)，認(rèn)為材料無(wú)明顯細(xì)胞毒性。細(xì)胞增殖實(shí)驗(yàn)用于檢測(cè)細(xì)胞在材料表面的增殖能力?？刹捎肊dU（5-乙炔基-2'-脫氧尿嘧啶核苷）標(biāo)記法，EdU是一種胸腺嘧啶核苷類(lèi)似物，能夠在細(xì)胞增殖過(guò)程中摻入到新合成的DNA中。將細(xì)胞接種在材料表面，培養(yǎng)一定時(shí)間后，加入EdU試劑繼續(xù)培養(yǎng)，然后通過(guò)熒光顯微鏡觀(guān)察或流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)EdU標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)量，以此評(píng)估細(xì)胞的增殖情況。在正常培養(yǎng)條件下，細(xì)胞會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷增殖，EdU標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)量逐漸增加；若材料對(duì)細(xì)胞增殖有抑制作用，EdU標(biāo)記的細(xì)胞數(shù)量增長(zhǎng)緩慢或不增長(zhǎng)。細(xì)胞黏附實(shí)驗(yàn)則觀(guān)察細(xì)胞在材料表面的黏附情況。將細(xì)胞接種在材料表面，培養(yǎng)一段時(shí)間后，用PBS緩沖液輕輕沖洗材料表面，去除未黏附的細(xì)胞，然后通過(guò)顯微鏡觀(guān)察細(xì)胞的黏附形態(tài)和數(shù)量。若細(xì)胞在材料表面能夠均勻分布且黏附數(shù)量較多，表明材料有利于細(xì)胞的黏附；若細(xì)胞黏附數(shù)量較少或呈聚集狀態(tài)，說(shuō)明材料對(duì)細(xì)胞黏附存在一定影響。還可以通過(guò)細(xì)胞計(jì)數(shù)的方法，對(duì)黏附在材料表面的細(xì)胞數(shù)量進(jìn)行定量分析。組織相容性主要評(píng)價(jià)材料與周?chē)M織的相互作用，包括炎癥反應(yīng)、組織修復(fù)等情況。炎癥因子釋放實(shí)驗(yàn)是檢測(cè)材料與細(xì)胞共培養(yǎng)后上清液中炎癥因子的含量。常用的炎癥因子有腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等。將材料與細(xì)胞共培養(yǎng)一段時(shí)間后，收集上清液，采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）法檢測(cè)上清液中炎癥因子的含量。若材料導(dǎo)致上清液中TNF-α、IL-6等炎癥因子含量顯著升高，說(shuō)明材料可能引發(fā)了較強(qiáng)的炎癥反應(yīng)；若炎癥因子含量與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異，表明材料對(duì)炎癥反應(yīng)的影響較小。在正常生理狀態(tài)下，細(xì)胞培養(yǎng)上清液中TNF-α和IL-6的含量較低，當(dāng)材料引發(fā)炎癥反應(yīng)時(shí)，TNF-α的含量可能會(huì)升高數(shù)倍甚至數(shù)十倍，IL-6的含量也會(huì)相應(yīng)增加。體內(nèi)植入實(shí)驗(yàn)是將材料植入動(dòng)物體內(nèi)，觀(guān)察植入部位的組織反應(yīng)。選擇合適的動(dòng)物模型，如小型豬、大鼠等，在無(wú)菌條件下將材料植入動(dòng)物體內(nèi)特定部位。術(shù)后定期觀(guān)察動(dòng)物的一般狀況，包括飲食、活動(dòng)、體重等。在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)處死動(dòng)物，取出植入材料及周?chē)M織，進(jìn)行組織切片染色和免疫組織化學(xué)分析。蘇木精-伊紅（HE）染色可以觀(guān)察組織的形態(tài)學(xué)變化，如炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)、組織壞死等情況。Masson染色用于觀(guān)察組織中的膠原纖維分布，評(píng)估組織修復(fù)情況。免疫組織化學(xué)分析則通過(guò)檢測(cè)特定蛋白的表達(dá)，如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）、增殖細(xì)胞核抗原（PCNA）等，了解組織的修復(fù)和再生情況。VEGF的高表達(dá)表明組織處于血管生成活躍期，有利于組織修復(fù)；PCNA的表達(dá)則反映細(xì)胞的增殖活性，PCNA陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量增多，說(shuō)明組織細(xì)胞增殖旺盛，修復(fù)能力較強(qiáng)。5.2血液相容性研究5.2.1體外溶血實(shí)驗(yàn)體外溶血實(shí)驗(yàn)是評(píng)估心血管植入材料血液相容性的重要方法之一，其原理基于紅細(xì)胞在特定條件下的破裂或破壞，導(dǎo)致血紅蛋白和其他細(xì)胞內(nèi)容物釋放到周?chē)h(huán)境中。當(dāng)材料與紅細(xì)胞懸液接觸時(shí)，若材料表面存在溶血成分，可致使紅細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受損，血紅蛋白游離到血漿中，從而引發(fā)溶血現(xiàn)象。通過(guò)測(cè)定紅細(xì)胞溶解和血紅蛋白游離的程度，能夠?qū)Σ牧系捏w外溶血性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。本實(shí)驗(yàn)依據(jù)ISO10993-4:2017《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)第4部分：與血液相互作用試驗(yàn)選擇》和GB/T16886.4-2003《醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)第4部分：與血液相互作用試驗(yàn)選擇》標(biāo)準(zhǔn)，采用直接接觸法進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)材料包括經(jīng)等離子體聚合技術(shù)構(gòu)建多功能表面的316L不銹鋼樣品、未處理的316L不銹鋼樣品（作為對(duì)照組）、新鮮兔血、生理鹽水、抗凝劑（肝素鈉）等。首先，從健康家兔耳緣靜脈采集新鮮血液10ml，加入適量肝素鈉抗凝，以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心10min，分離出血漿和紅細(xì)胞。用生理鹽水將紅細(xì)胞洗滌3次，每次洗滌后以3000r/min離心10min，去除上清液，直至上清液無(wú)色透明，確保紅細(xì)胞表面雜質(zhì)被完全清除。然后，將洗滌后的紅細(xì)胞用生理鹽水配制成2%（v/v）的紅細(xì)胞懸液。將構(gòu)建多功能表面的316L不銹鋼樣品和未處理的316L不銹鋼樣品分別放入無(wú)菌試管中，每個(gè)試管中加入2ml紅細(xì)胞懸液。同時(shí)設(shè)置陽(yáng)性對(duì)照組（加入等量蒸餾水，紅細(xì)胞會(huì)發(fā)生完全溶血）和陰性對(duì)照組（加入等量生理鹽水）。將所有試管置于37℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，以100r/min的速度振蕩孵育3h。孵育結(jié)束后，將試管以3000r/min離心10min，取上清液，用分光光度計(jì)在540nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度（OD值）。根據(jù)公式計(jì)算溶血率：溶血率=（試驗(yàn)組OD值-陰性對(duì)照組OD值）/（陽(yáng)性對(duì)照組OD