POSS-氟硅氧烷嵌段共聚物及其血液相容性

心血管疾病是人类的最大疾患之一，与之密切相关的血液相容性生物材料一直是材料领域的重大研究课题。材料的表面特性是影响血液相容性最为关键的因素，强疏水表面，与血液中各成分相互作用较小，显示出良好的抗凝血性。本项目以多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)丙烯酸酯与聚氟烷基甲基硅氧烷(PFMS)的嵌段共聚物，构建新型疏水拓扑结构涂层，重点考察其用于血液输送器械或心血管植入物时的血液相容性。依据大分子引发剂和自由基聚合原理，从分子链段序列结构与分布角度出发，设计合成系列含有POSS和PFMS的可交联低表面能嵌段共聚物，利用溶剂控制和基底诱导相结合的自组装体系调控共聚物表面的微相分离结构。重点研究链段结构与表面形态的关系，通过涂层表面的物理化学性能与血液相容性评价，揭示该新型材料的表面拓扑结构、疏水性与血液相容性的关系，探索疏水表面血液相容性的规律，为构建新型血液相容性涂层和生物材料提供新的理论和新的方法。

血液相容性生物材料一直是材料领域的重大研究课题。材料的表面特性是影响血液相容性最为关键的因素，强疏水表面，与血液中各成分相互作用较小，显示出良好的抗凝血性。针对这一问题，我们首先从分子链段序列结构与分布角度出发，合成并获得了一系列含有POSS的氟硅丙烯酸酯无规和嵌段共聚物。分别通过喷涂和旋涂技术利用溶剂控制和基底诱导相结合的自组装体系研究共聚物表面的微相分离结构，研究了链段结构对氟硅共聚物在溶液中形态的影响规律，制备了具有不同表面微观结构的氟硅共聚物超疏水涂层，提出了共聚物超疏水涂层的形成机理，获得了一些研究成果。对涂层的表面化学组成、微观结构及润湿性与血液相容性的关系进行了系统的研究，并探讨了这些因素对材料血液相容性的影响规律。研究表明：低表面能疏水涂层的血液相容性除了与涂层表面的相分离微观结构有关外，还与涂层表面的接触角滞后有关系，涂层表面的接触角滞后越小，血液相容性就越好。通过对动态条件下氟硅共聚物低表面涂层的血液相容性研究，我们还分析了涂层表面的氟硅元素的分布和比例对血液相容性影响。发现了材料表面的氟硅协同有利改善材料表面的血液相容性，提出并阐述了 “氟硅协同效应”对材料表面血液相容性的作用机理，探索了疏水表面血液相容性的规律。