制造聚已酸内酯/聚氨酯加载共轭亚油酸及其抗血小板粘附

文摘

聚已酸内酯/聚氨酯(PCL / PU)纤维支架是富含共轭亚油酸(CLA)本文以通过电纺的方法来提高聚合物的表面。傅里叶变换红外光谱(ir)分析和扫描电子显微镜(SEM)观察了描述的化学结构和形态的变化实际上电纺PCL / PU和PCL / PU CLA (PCL / PU-CLA)支架。血小板粘附和全血凝块形成测试是用来评估的影响CLA PCL / PU-CLA支架的抗血栓形成的财产。内皮细胞(EC)也被播种在脚手架检查EC层的形态的差异和血小板附件有无CLA的存在。SEM结果表明,CLA支持的传播和扩散EC和PCL / PU-CLA表面诱导降低血小板粘附以及附件其他血细胞PCL / PU相比。这些结果表明,电纺的方法可以成功地结合CLA的抗血小板效应提高本文以PCL /聚氨酯支架应用在人工血管。

1。介绍

各种方法研究了改善血液相容性聚合物表面的人工血管(酒精)应用程序包括化学和生物改性(1,2]。然而,高分子材料为小含量仍在接受调查,其中大部分是诱发血栓形成(3),感染,和煅烧4]。在这其中,而失败的主要原因是血栓形成(5]。当植入人体内,高分子材料暴露于表面的生理液体可以发起一个复杂的级联(诱导血栓事件6)如下:血小板的粘附和激活导致解放等不同代理二磷酸腺苷(ADP)、花生四烯酸(AA),凝血恶烷₂(酸₂),凝血酶,帮助循环纤维蛋白原结合血小板血小板支架和连接在一起(7]。这些聚合代理的活动作为信号进一步血小板激活和聚集在受伤区域形成一个宽松的插头。然后凝血酶将纤维蛋白原转化为纤维蛋白形成是因为稳定的插头,这称为血栓。

正如上面介绍的那样,血栓形成的纤维蛋白原是一个关键因素。血液中纤维混凝剂显著增加心血管疾病的风险,死亡和残疾的主要原因之一,包括高血压、缺血、心肌梗死、中风和肢体的损失。血小板在止血和血栓形成也有非常重要的作用。血小板是一种催化凝血反应剂,导致纤维蛋白的形成,与其他血细胞(但不消极的反应8]。因此,酒精应用高分子材料的需求之一是antithrombus财产,包括抗血小板粘附,降低血液蛋白(纤维蛋白原)吸引力。

增强抗血栓形成的财产,酒精聚合物表面可以修改变得非常疏水(例如,PDMS贪污)[9]或亲水(例如,插接)10,11)或使用肝素等抗凝剂(12和白蛋白13]。同学们,还有另一种抗血小板剂,可以改善生物材料不够的。2006年,CLA接枝聚丙烯腈(PAN-CLA)来提高他们不够被宫等调查。结果表明,PNA-CLA为血液透析(提供了一个新的组合14,15]。CLA既是一个顺式和反式不饱和脂肪酸,被称为著名的药物antithrombus [16]。CLA诱导的血小板聚集抑制剂的发现不同的聚合剂如胶原蛋白、ADP, AA,凝血酶(17]。班还发现减少cyclooxygenase-1活动(考克斯₁),一个AA转换成酸酶₂,导致反对血小板的聚集18]。

在我们之前的研究中,一种混合实际上电纺聚氨酯/ PCL脚手架满足要求的血管假肢与合适的机械性能,足够的孔隙大小(从5到150µm)养分扩散和高生物相容性是成功地捏造(19]。结果表明,PCL /聚氨酯支架具有良好的生物相容性和力学性能。混合PCL / PU复合含量高潜力支架因为PCL提供了有利的EC依恋和扩散20.)结合抗拉强度高、压力强度、和血液相容性聚氨酯(blood-contacting设备)(21]。本研究延续,实际上电纺PCL /聚氨酯支架满载着CLA由于其抑制对血小板功能的影响预计将提供一个新的含量不够组件的应用程序。电纺的技术可以产生聚合物纤维的聚合物溶液通过使用电力和热驱动旋转的过程(22]。电纺是一种最简单的在所有纤维毡的制备方法,广泛用于大量的生物医学应用程序(23]。实际上电纺纤维不仅模仿细胞外基质也扮演另一个角色在这个调查等抗凝剂的载体,被发现支持机械和爆裂强度酒精在我们以前的纸。几种方法可用于CLA介绍PCL /聚氨酯支架,如混合涂料,和嫁接24]。然而,混合被选中,因为它很简单,不需要复杂的仪器。

本研究的最终目标是利用电纺的方法制造实际上电纺PCL / PU含量应用程序加载CLA支架。直接添加CLA PCL /聚氨酯混合试图提高高分子材料植入人体内的血液相容性。本文以实际上电纺的PCL / PU和PCL / PU-CLA支架与凝血和血小板粘附试验评估使用新鲜的人类血液。

2。实验的程序

2.1。材料

作为起始原料、聚氨酯(PU、σ),聚已酸内酯(PCL, Mn 80000,σ),共轭亚油酸(CLA,σ),四氢呋喃(四氢呋喃,最低99%,σ),二甲基甲酰胺(DMF, 99%,σ),乙醇(EtOH, 99%,默克公司)和磷酸缓冲盐(PBS GIBCO)。

2.2。制备聚氨酯/ PCL和聚氨酯/ PCL-CLA实际上电纺纤维支架

PCL / PU和PCL / PU-CLA支架捏造我们之前所研究[19]。总之,电纺的PCL / PU和PCL / PU-CLA支架制作了12 wt %的混合PCL:聚氨酯在DMF(1: 1):四氢呋喃(1:1)解决方案。然后,0.2毫升CLA添加10毫升聚合物溶液。溶液在室温下搅拌12小时直到共沸混合物的解决方案。解决方案实际上电纺直接与27日kV供电(NNC-30 kV-2马便携式,韩国)使用垂直电纺的设置。接地钢筒,15厘米从注射器针头的尖端(ID = 0.25毫米),用于收集的纳米纤维垫。流速的PCL / PU解决方案(0.5毫升/小时)是由注射泵控制(luer-lock类型、韩国)。

2.3。结构表征

2.3.1。形态学分析

形态实际上电纺的PCL / PU和PCL / PU-CLA纤维垫是由扫描电镜观察(JEOL JSM-IT100,日本)用金溅射涂层(JEOL智能涂布机、日本)。

2.3.2。傅里叶变换红外光谱法(ir)

实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA垫被减反射傅里叶变换光谱学特征(美国PerkinElmer频谱GX)。样品测定的红外光谱的波长范围4000 - 400厘米⁻¹。所有光谱被64年积累的光谱范围扫描分辨率为4厘米⁻¹。

2.4。本文以测试

对于这个测试,标本样品固定(圆形状,= 1厘米)。

2.4.1。血小板粘附试验

血小板粘附试验做了四种类型的支架:EC播种(PCL / PU / EC和PCL / PU-CLA / EC)和non-EC播种(PCL / PU和PCL / PU-CLA)之前的血小板。播种EC在这些支架的目的是基于这样一个事实,当酒精在人体植入、迁移、粘附、增殖会创建一个单层的EC含量表面。因此支架的抗血栓形成的性质的差异和不存在的电子商务必须进行调查。梗塞部位制备的支架、健康EC仔细准备通过改变媒体定期每2天,让他们低于90%的细胞融合。然后EC被trypsin-EDTA洗PBS和分离。添加新媒体做了一个悬浮的细胞和颗粒离心法和resuspended后获得的。最后的悬架是用于种子细胞。10⁵1厘米的EC被播种²实际上电纺支架已precultured血小板粘附试验使用前14天。每3天培养媒体改变了获得健康的EC实际上电纺支架。

血小板的准备,一卷180毫升新鲜人血(批准,由医院输血血液学医院的伦理委员会,胡志明市,越南)包含3.8 v / v % 20毫升的柠檬酸钠在PBS溶液作为抗凝剂(柠檬酸钠:血液比例,1:9)离心机在4°C, 700 g, 20分钟(25]。实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA支架(有或没有EC播种)前一夜之间平衡与PBS沉浸在血小板在37°C (100 rpm)在一个孵化器。8 h的孵化后,采集标本,用PBS冲洗5次,沉浸在固定2% v / v戊二醛在PBS溶液在室温下2 h。固定后,样本与一系列的乙醇脱水的解决方案(50岁,60岁,70年,80年,90年和100 v / v %) 15分钟/每一步。然后他们干在一夜之间气氛。干样品被涂上一层蒸发金、和血小板粘附与扫描电镜观察(JEOL、日本)。

2.4.2。全血凝血的形成

用PBS彻底清洗后,PCL / PU和PCL / PU-CLA支架都沉浸在柠檬酸盐人体全血两次。然后支架与PBS在孵化前再次洗recalcified全血(柠檬酸盐装有0.010 CaCl人体全血₂在室温下)20分钟。在此之前测试,这些表面清洗广泛与PBS直到凝血酶原时间的稀释PBS洗成等离子体被观察到正常相比,控制(26),然后检查是否存在血栓的相机(尼康P90)。SEM观察,实际上电纺支架上的吸附全血被浸泡冲洗5次PBS和固定样本2 v / v %的戊二醛在PBS溶液在室温下2 h。固定后,与前述的样本脱水。然后干样品用扫描电镜观察(JEOL、日本)。

3所示。结果与讨论

尽管CLA具有抗血栓形成的属性在体外和体内多年,很少研究开发了CLA含量的添加剂来增加不够。此外,用于固定的数量方法CLA含量上的表面仍然是非常有限的,包括酯化(27和嫁接14]。在我们之前的研究中,电纺的方法选择制造PCL /聚氨酯支架和在我们当前的研究中CLA加载到膜由于其优势进行控制化学比率和检查变化为不同类型的支架。图1显示了扫描电镜形态之间的差异实际上电纺PCL /聚氨酯(图1(一))和PCL / PU-CLA(图1 (b))纤维垫。纤维的直径在两种类型的支架大约1µm;然而纤维的直径大小的数量大于PCL / PU-CLA比PCL /聚氨酯支架。此外,比较这两个形态,PCL / PU-CLA纤维分布与线性模式虽然PCL / PU纤维卷上广泛的直径大小不同。添加CLA PU / PCL溶液电解质会增加聚合物溶液的导电性。这就解释了为什么PCL / PU-CLA纤维的平均直径大小较小(1µ米),而纤维的直径大小的数量少PCL /聚氨酯支架。这同意被发现在Angammana和Jayaram报告:平均纤维直径随溶液的电导率的增加(28]。

CLA的存在证实了加载在PCL /聚氨酯支架采用傅立叶变换红外光谱分析。典型的傅立叶变换红外光谱实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA垫在图所示2。从实际上电纺PCL /聚氨酯垫(图2()),峰值出现在聚氨酯硬段观察到3320厘米⁻¹(聚氨酯- h,拉伸),1735厘米⁻¹(聚氨酯C = O,免费从氢键),1710厘米⁻¹(聚氨酯C = O氢键),1535厘米⁻¹(C-N-H、弯曲)29日]。酯的特征吸光度PCL显示在1734厘米⁻¹(30.]。然而,山峰1670厘米⁻¹和1450厘米⁻¹发现由于C = C和C = O组班(14)的傅立叶变换红外光谱PCL / PU-CLA垫(图2(b)),除了山峰PU和PCL如上所述。此外,一个明显的峰值还发现在3300厘米⁻¹o - h键发出代表CLA的羧基。因此证明PCL /聚氨酯支架装载CLA成功的利用电纺的方法。

血小板粘附在酒精的表面是一个重要的考试评价生物材料作为本文以血小板血栓的形成中发挥的主要作用。在这项研究中,我们进行了各种各样的简单测试用于富血小板血浆对PCL / PU-CLA支架对血小板功能的影响和人类新鲜全血来评估其他血液细胞的粘附。相互作用的血小板实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA表面检查使用富血小板血浆(PRP)准备从人体全血(数字3和4)。在图3、扫描电镜形态学图像表明,血小板沉积和聚合到纤维PCL /聚氨酯支架(图3(一个)),而实际上电纺PCL / PU-CLA脚手架展品血小板粘附(图3 (b))。基于扫描电镜图像,实际上电纺PCL / PU-CLA显示与nonplatelet附着力高抗血小板活性。此外,模仿人体的条件下,内皮细胞被播种在脚手架和CLA的影响的差异,没有电子商务也检查了。检查后抗血小板功能的形成和扩散EC, PCL / PU和PCL / PU-CLA支架被播种与EC和EC支架的血小板粘附行为的结果如图所示4。以确保EC覆盖支架表面,实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA孵化了14天前测试。结果表明,实际上电纺PCL /聚氨酯支架对EC传播和伸长,EC表面覆盖着浓密的表。然而,实际上电纺PCL / PU / EC也吸引了血小板粘附,如图4(一)与血小板分布在EC层。相比之下,尽管实际上电纺PCL / PU-CLA脚手架没有创建一个优秀的电子商务相比PCL / PU,血小板粘附并没有发现实际上电纺PCL / PU-CLA / EC支架(图4 (b))。

血小板粘附在血栓形成的初始步骤是非常重要的,决定了壁画血栓发生的协助下其他血细胞在后续的步骤中8]。确保CLA antithrombus的能力,实际上电纺PCL / PU和PCL / PU-CLA支架在孵化后的新鲜血液全部都彻底洗PBS血栓的检测。结果表明,减少血栓形成在测试15次,30和60分钟PCL / PU-CLA脚手架相比PCL / PU(图之一5)。这证明CLA成功加载和支持实际上电纺PCL /聚氨酯支架提高antithrombogenic活动。在同等条件下,红细胞可能占总数的很大一部分血栓质量和贡献影响血小板反应性化学因素(8]。图6(一)表明实际上电纺PCL /聚氨酯支架诱导血小板粘附导致更高层次的沉积和聚合的红细胞和白细胞在支架上。与此同时,实际上电纺PCL / PU-CLA脚手架没有吸引血小板和只有少数血细胞的观察(图6 (b))。

结果表明,实际上电纺PCL / PU-CLA脚手架显著降低血小板的粘附和几乎没有红色或白细胞以及脚手架上没有发现血栓。此外,尽管CLA显示不支持电子商务的扩散,其抗血小板财产保留在支架与EC的存在。这些发现证实了抗血小板和抗凝CLA的性质,表明CLA可作为一种新的添加剂增加酒精,因此本文以减少抗凝剂注入量对人体植入。从这项研究中,电纺的也被证明是有效的在PCL /聚氨酯支架制造和加载CLA作为抗凝剂,为不同的研究提供一个新的方向blood-contacting高分子生物材料。

4所示。结论

在这项研究中,PCL /聚氨酯支架装载CLA含量实际上电纺为衬底的应用程序。红外光谱结果表明,CLA被成功固定在PCL /聚氨酯混合。实际上电纺纤维PCL / PU-CLA也发现平滑和绑定相比那些没有课。测试表明,本文以PCL / PU-CLA脚手架显著降低血小板粘附和血栓形成,没有附件的红色和白色的血细胞。内皮细胞层的SEM形貌对PCL / PU和PCL / PU-CLA支架证明CLA的支持减少了EC传播和伸长但CLA的抗血小板财产保留与EC的存在。这些结果表明,CLA增强本文以PCL /聚氨酯支架的血小板粘附和血栓的形成。进一步的研究,侧重于研究CLA浓度优化CLA的抗凝血效果在PCL /聚氨酯支架需要被用于人体之前进行。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究的设施是由越南国立大学、胡志明市,在批准号1161 / QĐ-ĐHQG-KHCN。劳动是由海军研究办公室(ONR)在批准号N62909-14-1-N011-P00001。

引用

1. 美国拉维,z, e . l . Chaikof“高分子材料组织工程动脉替代品,”血管补充1卷。17日,S45-S54, 2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
2. 诉a·库马尔·l·p·布鲁斯特,j . m .洞穴和e . l . Chaikof”组织工程血管:功能需求,进步,和未来的挑战,”心血管工程和技术,卷2,不。3、137 - 148年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
3. h .山中,p .索曼w·j·维斯和c a . Siedlecki”聚氨酯生物材料的血液相容性的体外评价”,ASAIO杂志,52卷,不。2,p。20, 2006年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
4. l . l . dem和y Tintut血管钙化:病理学的多方面的疾病”,循环,卷117,不。22日,第2948 - 2938页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
5. d . g . Castner b·d·拉特纳,“生物医学表面科学:基础前沿”,表面科学,卷500,不。1 - 3,28-60,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. j ., a·拉尔森k·n·爱克妲,g . Elgue r·拉尔森b·尼尔森,“接触聚合物和全血:一系列事件导致凝血酶生成,“实验室和临床医学杂志》上,卷138,不。2、139 - 145年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
7. s . Palta r . Saroa, a . Palta“凝血系统的概述,印度麻醉学杂志,卷。58岁的没有。5,515 - 523年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
8. j·h·金和s . c . Kim PEO-grafting PU / PS施用肥料对提高血液compatibility-effect吊坠长度和嫁接密度,”生物材料,23卷,不。9日,第2025 - 2015页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. 平托,p .阿尔维斯,c·m·马托斯a·c·桑托斯·l·r·罗德里格斯j . a .特谢拉et al .,“聚(二甲基硅氧烷)由低压等离子体表面改性提高其特征对生物医学应用中,“胶体和表面B: Biointerfaces,卷81,不。1,20-26,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
10. g·a·亚伯拉罕,a . a .公元奎罗斯和j·s .罗马“固定的非甾体类抗炎药到商业分段聚氨酯表面提高haemocompatibility属性,“生物材料,23卷,不。7,1625 - 1638年,2002页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
11. m . t . Khorasani, h . Mirzadeh。”在体外血液相容性改性PDMS表面超疏水和superhydrophilic材料”应用聚合物科学杂志》上,卷91,不。3、2042 - 2047年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
12. z, j . Wang r·罗et al .,“肝素的共价固定化pulsed-plasma聚合物烯丙胺电影在316 l不锈钢和由此产生的影响,本文以“生物材料没有,卷。31日。8,2072 - 2083年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. s·Thakurta和a .萨勃拉曼尼亚”评价原位白蛋白结合表面:研究蛋白质吸附和血小板粘附,”材料科学杂志:材料在医学,22卷,不。1,第149 - 137页,2011。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
14. F.-C。龚和M.-C。杨”,本文以共轭亚油酸嫁接对聚丙烯腈膜,“聚合物的先进技术,17卷,不。6,419 - 425年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. a . p . Torres-Duarte和j.y. Vanderhoek共轭亚油酸展品刺激抑制影响前列腺素类生产人类内皮细胞和血小板,”Biochimica et Biophysica学报:分子细胞研究,卷1640,不。1,第76 - 69页,2003。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
16. l . Yu d·亚当斯,m·“共轭亚油酸异构体有不同的自由基清除属性,“农业与食品化学杂志》上,50卷,不。14日,第4140 - 4135页,2002年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. ·贝尼托·g·j·尼尔森,d . s .凯利·c·施密特g . Bartolini诉西蒙,”共轭亚油酸对血小板功能的影响,血小板脂肪酸组成、和血液凝固在人类中,“脂质,36卷,不。3、221 - 227年,2001页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
18. b . d . g . Li巴兹咚,y公园,m . w . Pariza和m·e·库克“选择性共轭脂肪酸抑制豚鼠血小板聚集,“欧洲药理学杂志,卷545,不。2 - 3、93 - 99年,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
19. 郭宏源。阮,a . r . Padalhin h . s . Seo,俊男。李,“混合实际上电纺聚氨酯/ PCL脚手架满足要求的血管假体的力学性能,孔隙大小,和生物相容性,”生物材料科学杂志》上,聚合物版,24卷,不。14日,第1706 - 1692页,2013年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
20. “m·r·威廉姆森和a·g·a·库姆斯重力旋转聚已酸内酯纤维应用于组织工程,“生物材料,25卷,不。3、459 - 465年,2004页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
21. h·r·Lim h . s .门敏·m·h·李et al .,“表面改性增强行为微波诱导的血管内皮细胞在聚氨酯电影氩等离子体,“表面涂层技术,卷202,不。22日至23日,第5772 - 5768页,2008年。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
22. 苏x, y, s . Liu l . Tan x,和美国室利罗摩克里希纳,“封装的蛋白质在保利(l-lactide-co-caprolactone)乳液电纺纤维,”胶体和表面B: Biointerfaces,卷75,不。2、418 - 424年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
23. n . t .协福,俊男。李:“电子纺线PLGA / PCL混合组织工程及其生物相容性,”材料科学杂志:材料在医学,21卷,不。6,1969 - 1978年,2010页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
24. e . Salimi a . Ghaee a·f·伊斯梅尔·m·h·d·奥斯曼和g·p·肖恩,“当前方法在改善聚合物膜的生物医学应用,本文以“高分子材料与工程,卷301,不。7,771 - 800年,2016页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
25. r . Dhurat和m . s . Sukesh富含血小板血浆的制备原理和方法:审查和作者的角度来看,“杂志的皮肤和审美手术,7卷,不。4、189 - 197年,2014页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
26. p . p . Vicario z, z . Wang k·梅里特,d . Buongiovanni陈平,“Antithrombogenicity hydromer的聚合物配方F202™聚氨酯固定化,用电解法抛光不锈钢,”《生物医学材料研究应用生物材料- B部分,卷86,不。1,第144 - 136页,2008。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
27. F.-C。龚和M.-C。杨”效应的共轭亚油酸固定化醋酸纤维素膜的不够,”胶体和表面B: Biointerfaces卷,47号1,36-42,2006页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
28. c . j . Angammana和s . h,“分析溶液电导率的影响电纺的过程和纤维形态,”IEEE行业应用卷,47号3、1109 - 1117年,2011页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
29. 诉Chiono, p . Mozetic m . Boffito et al .,“Polyurethane-based心肌组织工程支架,”接口的焦点,4卷,不。1,2014。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
30. b . Abderrahim e . Abderrahman a·穆罕默德·t·法蒂玛,t . Abdesselam o .克里米亚,“动态热降解纤维素,聚丁烯琥珀酸和绿色组合:比较研究,“世界环境工程杂志》上,3卷,不。4,95页,2015年。视图:谷歌学术搜索

版权

版权©2017年何鸿燊Hieu明等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。