生物医用第5章血液相容性医用材料设计.pptx

第5章血液相容性医用材料设计

生物材料与人体接触时，必须充分满足与生物体环境的相容性，包括组织相容性和血液相容性。对于心血管医疗用血液接触性材料来说，血液相容性尤为重要。

心血管医疗用血液接触性材料的主要用途包括：

用于输血与取血的体外装置；

血管介入性装置；

永久植入性装置。

1

2

3

1.凝血过程与凝血途径

2.血液与植入物间的长期相互作用

3.材料的抗凝设计原则

4.生物惰性表面

5.生物活性表面

6.伪内膜化与内皮化

1.导管

2.血管内支架

3.介入栓塞材料

1.人工心脏瓣膜

2.人工心脏

3.人工肺

4.人工肾

5.人工肝

6.人工胰脏

7.人工食道

8.封堵器

9.人工血管

5.1血液相容性与抗凝设计原则

2.抗凝血材料的表面设计

2.介入治疗材料

2.人工器官

材料表面抑制血管内血液发生凝血形成血栓的能力。

材料不破坏有形血液有效成分如红细胞破坏、血小板功能降低、白细胞暂时性减少和功能下降以及补体激活等血液生理功能的影响。

5.1血液相容性与抗凝设计原则

血液相容性

抗凝血

抗溶血

材料血液相容性的其他要求：

·不导致血浆蛋白变性

·不影响血液中存在的多种酶的活性·不改变血液中电解质浓度

·不改变血液的渗透压

·不引起有害的免疫反应

5.1.1凝血过程与凝血途径

生物医用材料与血液直接接触，血液和材料之间的生物反应：材料表面吸附血浆蛋白——血小板黏附、聚集、变形，凝血系统——纤溶系统被激活——最终形成血栓。

生物医用材料与血液直接接触时，首先被吸附的是血浆蛋白（白蛋白、γ-球蛋白、纤维蛋白原等）。

其中蛋白质吸附层中蛋白的种类、数量、构象、活性等对后续步骤起着决定性的作用。

生物材料

XII因子活化蛋白质吸附补体系统激活

!!!

纤维蛋白沉淀血小板凝聚溶血

!!t

血栓形成血小板血栓

生物材料与血液接触后产生凝血与溶血过程示意图

最核心途径是由蛋白质吸附层的存在导致血小板黏附而凝血

!——!!

凝血因子活化u—血小板粘附红细胞粘附白细胞粘附

1.接触活化

因子XIIa将激肽释放酶原（prekallikrein

kininogen）激活为激肽释放酶，激肽释

放酶反过来也可以激活因子XII，形成正

反馈，产生大量的因子XIIa

因子XIIa可以将因子XI激活为因子XIa，

并对其进行肽键裂解。

激活XII因子的因素：胶原纤维和材料表面的负电荷、激肽释放酶、高分子激肽原、二磷酸腺苷（ADP，血小板损伤可以释放）、纤维蛋白溶酶、胰酶

等。

凝血因子全部来自血液（血液接触异物）

有外来的凝血因子参与止血（机体组织受损而释放组织因子）

凝血途径

5.1.1.1凝血因子XII激活途径

外源性

2.磷脂胶粒反应

磷脂胶粒由血小板提供的富含丝氨酸磷脂的脂蛋白组成，对凝血因子和Ca2+有较强的亲和力。在因子XIa生成以后的一系列反应均在磷胶胶粒上进行，直至凝血酶

（thrombin）的形成。期间大量的凝血因子IX、VIII、V、X集中于磷脂胶粒表面，大大加速了反应速度。

3.血栓生成

被除去A-肽和B-肽（带负电荷）的纤维蛋白（一种糖蛋白）单体溶解度剧烈下降，分子间定向聚集成网，在凝血因子XIIIa的催化下生成稳定的纤维蛋白多聚体。

血栓：不溶性的纤维蛋白多聚体所形成的纤维蛋白细丝交织成网，并包含白细胞、红细胞、血小板和血浆等血液有形成分。

主要凝血因子

因子I：纤维蛋白原

因子II：凝血酶原

因子III：组织因子

因子IV：钙因子（Ca2+)

因子V：促凝血球蛋白原，易变因子

因子VII：转变加速因子前体，促凝血酶原激酶原，辅助促凝血酶原激酶

因子VIII：抗血友病球蛋白A(AHGA)，抗血友病因子A（AHFA