表面性能对体内凝血因子吸附影响及污染物影响分析

生物材料研究的一个目的就是设计出一种具有理想界面行为（能提供良好的细胞界面，利于细胞黏附、增殖，更重要的是能激活细胞特异基因表达，维持细胞正常表型表达）的表面。组织和外来材料之间的相互作用受材料表面性能的影响，特别是在血液－材料接触的界面处更是如此，界面处的血栓形成部分受到材料表面化学的影响。对于TPU 来说，其表面电性能、表面亲水性及表面杂质等会影响TPU 与生物体的相互作用，从而影响TPU 材料的生物相容性，因此，医用TPU 材料的表面性能表征十分重要。

1. 表面电性能

1953 年，Sawyer 和Pate 观测到血管中施加潜在电势时，在阳极处形成血栓。电性能主要由Zeta 电势方法定量，Zeta 电势即表面下某个距离的剪切平面的电势，通过测定电解液流经表面所产生的流动电势获得。通常表面带的负电势越多，越耐血栓的形成。而热塑性聚氨酯弹性体中存在的离子基团会影响表面电性能。在医用体系中，人们感兴趣的是这些离子间的相互作用。例如，体内凝血因子可被各种带负电的表面物质活化，包括胶原、硬脂酸钠、硅藻土和高岭土。体内凝血因子的吸附与不同表面上被严格隔开的负电荷的位置有关，负电荷能促使体内凝血因子的构象变化，随之引发体内凝血。

2. 表面亲水性(www.xing528.com)

表面亲水性是决定生物相容性的主要因素，测量TPU 表面亲水性的技术包括接触角／润湿性试验和电子频谱化学分析（ESCA）。利用测量接触角可以获得固－液界面自由能和极性－色散组分比，固－液界面自由能越小或极性－色散组分比越高，接触角越小，聚合物亲水性越好；另外测量亲水性的方法是对吸水率或溶胀率的考察，软段为PEG 基TPU 比PTMG 基TPU 溶胀率高，而TPU 中硬段通常具有较低的亲水性。

3. 表面污染／杂质

固－液或固－气界面是分子或微粒杂质、污染物和表面活性剂的“陷阱”，界面处上述物质的存在会改变材料的表面性能。这些物质会从环境中沉积在表面，也可从聚合物中迁移或加工过程中沉积在表面，如实验过程中的泵油、加热油浴中的硅酮和使用的注射器都是表面污染物的重要来源。许多表面技术都可用于检测表面污染物的存在，如真空波谱技术已用于检测和定量分析表面污染；接触角测量也可以推断出表面杂质是否存在。低分子量的污染物对聚氨酯表面的组成和性能具有较大影响。TPU 表面可以用甲醇、丙酮、乙醇、肥皂溶液、氯仿或由它们组成的混合物来清洗表面污染物。