合成材料表面易引发血栓的形成是限制血液接触器件成功应用的主要问题之一。目前赋予材料抗血栓性能的主要途径就是在血液接触材料中引入抗血栓活性分子。这些活性分子的抗血栓策略大体可以分为两类:一类是防御性策略,例如通过引入肝素、水蛭素和血栓调节素等能够抑制纤维蛋白生成的分子来阻止血栓的最终形成;另一类是攻击性策略,通过在材料中引入纤溶系统核心蛋白质的亲和性分子,使材料在接触血液时充分调动人体纤溶功能从而溶解纤维蛋白,进而在血栓生成的“萌芽期”将其消灭。数十年的实验研究表明:所有防御性策略都无法彻底阻止纤维蛋白的形成,具有攻击性的纤溶策略则有望更彻底地解决血栓问题。然而,无论哪种策略都会持续性地调动血液自身的抗血栓机制,这会引发正常血液环境的凝血功能紊乱,导致出血等副反应。因此,一种理想的生物功能材料应效仿人体自身组织的功能调节过程,即受特征性生物微环境变化的刺激而诱导相应的生物学活性。


  苏州大学材料与化学化工学部大分子与生物表界面团队(MacBio李丹副教授多年致力于纤溶功能材料的研究在此积累之上,团队中于谦副教授合作进一步在材料设计中引入了血栓应激性开关,使材料在凝血反应发生时能够及时做出响应并启动纤溶功能,从而及时溶解初步形成的纤维蛋白(初级血栓)。该研究巧妙地利用了凝血反应过程中产生大量凝血酶这一特征性微环境变化,以水凝胶为模型体系,采用凝血酶底物多肽作为交联剂,并在成胶的同时包裹组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)。该水凝胶在凝血酶存在的时候能够迅速降解并释放t-PAt-PA通过激活血液环境中的纤溶酶原进而溶解纤维蛋白。而在凝血酶消失时能够及时停止释放t-PA,关闭纤溶功能。这种血栓应激性的功能调节方式完美地模拟了人体自身凝血机制的生理调节过程,即凝血系统启动的同时会激活纤溶系统,用以平衡调节凝血反应的进程。因此,这种具有血栓应激性的抗血栓材料能够更好地与血液系统相融合。

该研究成果近期作为内封面(Inside Front Cover)文章在Materials Horizons(2016, 3, 556 - 562)上报道,第一作者是杜慧博士研究生,共同通讯作者是李丹副教授于谦副教授。该研究首次将血栓应激性纤溶的概念用于血液接触材料的设计中,所制备的水凝胶体系可作为表面涂层而得以应用,这为发展具有真正“血液相容性”的抗血栓功能材料提供了新的思路。该研究工作得到了国家自然科学基金和江苏高校优势学科建设工程资助项目的大力支持。


原文链接:http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/mh/c6mh00307a#!divAbstract

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