醫療設備的巧妙塗層透過模仿血管阻止血栓形成
當病人的血液流經導管、支架或其他醫療設備時,總是會有形成有害血栓的風險。當血液與非身體物質接觸時,血漿中的保護性蛋白質就會被觸發,透過在其周圍形成血塊來隔離這種物質。 如果血栓在透析機等設備中形成,就會妨礙治療,甚至脫落並導致病人中風。
為了避免這種情況發生,醫生通常會使用血液稀釋藥物來阻止血液凝固。 然而,這類藥物也有負面影響,包括可能出現無法控制的出血。
因此,一些科學家開發出了防污塗層,可以排斥血漿蛋白,防止它們與底層合成物表面接觸。 儘管如此,加拿大不列顛哥倫比亞大學的Jayachandran Kizhakkedathu博士認為,在某些情況下,這種塗層仍有可能讓血塊形成。
考慮到這一問題,Kizhakkedathu 及其同事創造了一種”選擇性蛋白質相互作用”(SPI)塗層,其作用類似於血管的天然內襯。實驗性的新型生物啟發塗層可以防止這種情況的發生,而無需使用血液稀釋藥物。
這種以聚合物為基礎的材料含有”表面共軛的帶正電的屏蔽大分子”(SPCM),它們實際上與一種稱為XII因子的血漿蛋白相互作用。 簡而言之,雖然這些分子與蛋白質發生了作用,但它們阻止了蛋白質轉化為凝血因子XIIa 的形式。
在對沉積在玻璃表面和兔子頸靜脈分流管上的人體血液進行的測試中發現,SPI 塗層能大大延緩血塊的形成。 例如,在塗有塗層的玻璃上,血液凝結需要一個多小時,而在未塗塗層的玻璃上只需要10 分鐘。重要的是,一旦血液不再與塗層接觸,它就能再次正常凝結。
Kizhakkedathu說:「這項發現可能成為開發更安全醫療設備的變革性一步。透過設計一種模仿人體自然防止血栓形成的塗層,我們創造了一種解決方案,可以大大減少患者在使用這些設備前後對高風險血液稀釋劑的需求。
還需要進一步的研究來確定這種塗層如何與其他血液蛋白質和細胞相互作用。 最近發表在《Nature Materials》雜誌上的一篇論文介紹了這項研究。