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  血液接觸植/介入器械及體外血液循環設備在臨床應用中一直面臨著感染、炎癥以及易凝血等并發癥，這些并發癥不僅會影響器械壽命，更為嚴重的是對患者造成極大的傷害。目前，臨床應對這些問題的主要策略是通過系統給藥方式進行抗生素和抗凝藥物輔助治療，但是長期使用抗生素和抗凝藥物則不可避免地會引起一系列副作用，如抗生素耐藥性和血小板減少癥等、甚至出血等。通過表面改性，賦予該類器械長效地抗凝血、抗菌、抗炎等多性能有望解決或降低臨床并發癥。然而，目前報道的大多數表面改性方法存在工藝復雜、表面預處理需求、涉及到有毒化學試劑等問題。因此發展一種簡單、通用且高效的表面改性方法成為這一領域亟待解決的問題。

  近來，西南交通大學材料學院黃楠教授、楊志祿副教授、涂秋芬副教授團隊，以植物多酚和兒茶酚胺靈感化學，以植物多酚（單寧酸、沒食子酸）和兒茶酚胺（多巴胺、去甲基腎上腺素）作為骨架材料，在溫和的弱堿性水相條件下，通過一步分子/離子共自組裝法，成功地在材料表面構建了以“銅-酚”和“銅-酚-胺”為網絡結構的且具有界面一氧化氮催化功能的粘附涂層。該法巧妙地將銅離子的廣譜強效抗菌性、銅離子的內源性一氧化氮供體催化活性和多酚的抗炎功能有機的統一起來，實現了材料表面同步實現抗凝、抗菌和抗炎三重功能。研究表明，這種簡單高效的結合不僅賦予了材料表面多重功能，相較于其他多功能血液接觸材料表面改性所涉及到的復雜工藝，該法不僅具有工藝簡單、條件溫和、友好，而且該類涂層制備成本十分低廉，該策略為該領域的材料表面功能設計提供了新的思路。

圖1. 金屬-酚及金屬-酚胺涂層構建及其功能發揮示意圖。

  為了驗證涂層的生物學效應，研究者分別對其進行了系統的體外生物學評價及半體內血液循環實驗。研究結果證實，該涂層具有優異的NO催化活性。涂層改性的材料表面通過催化血液中內源性一氧化氮供體（RSNO）釋放理療NO氣體可以有效的實現抗凝血的作用。值得一提的是，通過精確控制銅和酚胺物質的配比可以精確調控涂層的一氧化氮催化釋放能力。此外，對革蘭氏陰性和陽性細菌進行的抗菌實驗也證明，該涂層鰲合的銅離子具有優異殺菌功能，其抗菌率在百分之九十五以上。研究者還將優化的涂層改性醫用不銹鋼片樣植入大鼠體內，發現該類涂層具有良好的抗炎功能。此外，細胞毒性結果表明，該類涂層具有優異的細胞相容性，以臨床應用最為廣泛之一的醫用金屬材料不銹鋼為對照，涂層改性樣顯著地促進血管內皮細胞粘附和增殖。而涂層這一關鍵性功能的發現，為其臨床應用更為廣闊的應用提供了可能。

圖2. 金屬-酚胺涂層改性PVC導管半體內抗凝血結果。

圖3.金屬-酚胺涂層改性PVC材料表面抗菌結果。

  相關研究成果分別以“Assembly of Metal?Phenolic/Catecholamine Networks for Synergistically Anti-Inflammatory, Antimicrobial, and Anticoagulant Coatings”為題發表在材料界面領域知名期刊ACS Applied Materials and Interfaces（2018, 10 (47), pp 40844–40853）以及以“A facile metal–phenolic–amine strategy for dual-functionalization of blood-contacting devices with antibacterial and anticoagulant properties”為題發表在材料化學領域知名期刊Materials Chemistry Frontiers（2018，DOI:10.1039/C8QM00458G）上。楊志祿副教授與黃楠教授分別為兩篇論文通訊作者，涂秋芬副教授和2015級沈學紅碩士研究生以及2014級博士研究生李向陽為該系列論文第一作者；西南交通大學材料先進技術教育部重點實驗室/材料科學與工程學院為論文的第一通訊單位。該研究工作得到了國家自然科學基金-重點項目（81330031）、國家自然科學基金-面上項目（31570957）、國家自然科學基金-青年基金項目（81501596）、“十三五”國家重點研發計劃項目（2017YFB0702504）、四川省杰出青年基金（2016JQ0027）以及西南交通大學“優青培養基金”（2682018ZT23）等項目的大力支持。

  論文鏈接：

  https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b14409；

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2018/qm/c8qm00458g#!divAbstract；