可释放一氧化氮聚合物材料的制备及其在生物

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　　【摘 要】 目的：一氧化氮（NO）主要起到血小板黏附和抑制其活化的作用，此外还可以抑制平滑肌细胞增生，主要是通过所释放的NO聚合物材料起到较为良好的抗血栓等性能。本文对释放NO聚合物的制备法以及最近几年来其在生物医疗器械领域的应用情况进行综述。
　　【关键词】 一氧化氮（NO） N-diazeniumdiolates 可释放NO聚合物 生物医疗器械
　　【中图分类号】 R197.39 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671-8801（2014）05-0344-02
　　制备释放一氧化氮聚合物的一氧化氮供体主要分为两个大类，第一类是亲核一氧化氮供体N-diazeniumdiolates，另外一类为S-RSNOS（亚硝基硫醇），制备方法主要分为几下几种：以物理掺杂方式将小分子形态的一氧化氮供体分散于聚合物材料之中；将聚合物材料中的填料微粒实行化学改性，从而得到可释放一氧化氮的填料粒子，之后再把粒子填入聚合物材料之中；经共价键将释放一氧化氮的集团连接于聚合物主链以及侧链之上，最终生成的可释放一氧化碳聚合物材料将在体外血液循环电路、体内移植血管以及血管内传感器等生物医疗器械领域中得到广泛应用。
　　1 可释放NO的聚合物材料的制备
　　释放一氧化氮聚合物的制备方法主要有几下三种：（1）根据物理共混方式把小分子一氧化碳供体分散于聚合物材料之中（图1a）；（2）通过共价键将可释放NO的基团连接到聚合物主链及侧链上（图1b） ； （ 3）对聚合物材料的填料微粒（如二氧化硅，二氧化钛）进行化学改性，得到可释放NO的填料粒子，再将其填充到聚合物材料中（图1c） 。
　　图1 以阴离子型diazeniumdiolate为一氧化氮供体的制备示意图
　　制备中所用到的NO供体主要有两种，一种是亲核NO供体N- diazeniumdiolate，另一种是S-亚硝基硫醇（ RSNOs）。N- diazeniumdiolate。是目前研究最多的一类NO供体，这类亲核加成产物早在上世纪60年代drago，等就已经合成出来，但由于当时有发现NO的许多生理功能，直到90年代早期才引起了研究者的广泛兴趣，并用来制备新型的生物材料。N- diazeniumdiolate。可以分成两类，两性离子型和阴离子型。将含有二元胺的化合物在5个大气压的压力下同NO反应可以得到两性离子型的1V- diazeniumdiolate（图2a）。同样，在NO的加成反应过程中加入强碱盐，如甲醇钠等，可制备阴子离型的N- diazeniumdiolate（图2b）。在酸性和热条件下，可以催化这类亲核NO供体释放出NO（图3） ，因此在生理条件下可以加快NO的释放速率。
　　图2 合成亲核一氧化氮供体N-diazeniumdiolate的示意图
　　图3 阴离子型亲核一氧化氮供体释放NO示意图
　　第二类用于制备可释放NO聚合物材料的NO供体是冬亚硝基硫醇（ RSNOs） ，S-亚硝基硫醇被认为是一种存在于生物体中的能够储存及运输NO的化合物。S-亚硝基白蛋白及S-亚硝基谷胱甘肽（ GSNO）是生物体血液循环中存在最多的两种S-亚硝基硫醇，而且还发现在细胞中也存在S-亚硝基硫醇。
　　S-亚硝基硫醇通过3种机理使S-NO健断裂释放出一氧化氮。一种是通过铜离子来调节RSNOs的降解，这种降解方式需要先将二价铜离子Cu2+还原成一价铜离了Cu+，然后Cu+再与亚硝基硫醇发生反应释放出NO，同时重新被氧化成二价铜离子。在生物体中存在足够量的抗坏血酸盐及游离的硫醇离子将Cu2+还原成Cu+。第二种降解机理就是RSNOs直接与抗坏血酸盐反应，当反应物浓度超过mmol/L级时，可以释放出NO并产生游离的硫醇和脱氢抗场、血酸盐。第三种机理就是S-NO健在光照条件下容易发生均裂释放出NO并生成二硫化物，所用光的波长一般为330 -350 nm及550-600 nm。
　　2 可释放一氧化氮聚合物材料于生物医疗器械领域的应用
　　通过研究显示，在PH、二氧化碳、荧光传感器表面涂着上可释放一氧化氮的聚合物材料层后，不会影响传感器检测效果，通过大量研究表明。通过二甲基已二胺类亲核一氧化氮供体所制备的释放一氧化氮聚合物材料可使用于氧气敏感类导管的涂层材料。此种涂层在保证设备功能基础上，显著减少了血栓形成，并可更为准确地检测出血液内氧含量的多少。
　　使脂肪胺接肢于7-10nm的发烟硅胶粒子表面后，再和一氧化氮共同作用，最终形成可以释放一氧化氮的纳米微粒，若把此种纳米微粒混合于疏水性聚合物的基体之中，并作为体外血液循环电路涂层，将可以释放充足的一氧化氮，并可超过4h，此外还可以明显减少血小板的凝结，由此可见可释放一氧化氮聚合物材料，能够作为体外血液循环电路中的涂层材料。
　　此外将PEI微球和一氧化氮反应，生成可释放一氧化氮的聚合物微球，如果将此种微球移植与血管小孔内，将使移植血管可以释放足量一氧化氮，并长达150h之久。
　　3 讨论
　　可释放一氧化氮的聚合物可作为与血液接触的医疗器械其表面抗血栓的涂层材料。制备方法主要分为几下几种：以物理掺杂方式将小分子形态的一氧化氮供体分散于聚合物材料之中；将聚合物材料中的填料微粒实行化学改性，从而得到可释放一氧化氮的填料粒子，之后再把粒子填入聚合物材料之中；经共价键将释放一氧化氮的集团连接于聚合物主链以及侧链之上，最终生成的可释放一氧化碳聚合物材料将在体外血液循环电路、体内移植血管以及血管内传感器等生物医疗器械领域中得到广泛应用。总而言之，可释放一氧化氮的聚合物是一种十分具有研究开发潜能的生物医疗材料，而我国对于此种材料的研究尚少，希望借此得到业界同仁的关注，从而促进我国对于可释放一氧化氮聚合物材料的研究与应用。
　　参考文献
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