近日，张松教授团队在医用钛金属表面改性与血液相容性研究方面取得了一系列新进展，相关研究成果作为封面文章以“Fabrication and Hemocompatibility Evaluation of a Robust Honeycomb Nanostructure on Medical Pure Titanium Surface”为题发表在国际期刊ACS Appl. Mater. Interfaces上。山东大学为该论文的第一完成单位，学校机械工程学院博士张静和高等医学研究副研究员栗桂玲为共同第一作者，通讯作者为张松教授、李东海研究员。

 心血管疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病之一，每年因心血管疾病死亡人数约占30%左右。在心血管疾病治疗过程中，钛金属植介入式人工材料或器械已被广泛应用，如冠脉支架、心室辅助泵（VAD）等。然而，在临床治疗过程中，因人工材料血液相容性问题而引起的植入处血栓生成、血管狭窄以及后期的栓塞等严重并发症，极大地威胁了患者生命安全。因此，提高医用材料钛金属的血液相容性是临床应用过程中亟待解决的问题，针对此问题，机械工程学院与高等医学研究院合作研究提出了基于微/纳织构的医用钛金属表面改性策略，通过一系列的理论分析与实验验证，揭示了不同改性策略的抗血栓形成机理，并有效改善了医用钛金属的血液相容性。

 通过两步阳极氧化和材料退火处理工艺在医用钛金属表面制备了坚固的蜂窝状TiO2纳米孔结构，有效提高了材料的理化性能和血液相容性。根据扩展的XDLVO胶体稳定性理论模型，进一步探究了与血栓形成密切相关的血浆蛋白在纳米结构改性表面上的吸附行为，揭示了蜂窝状纳米结构改性表面的抗蛋白吸附与抑制血栓形成的影响机制。经过长期的动物体内实验表明，与医用纯钛支架相比改性支架有效避免了植入过程中材料表面引起的凝血反应，没有引起急性与亚急性血栓的形成，支架内部血流通畅。同时，组织学分析结果显示改性支架的植入也没有引起血管组织的病变及机体炎症响应，该改性方法可以较好的提高医用钛金属的血液相容性及生物安全性。

 研究团队两年来围绕表界面改性与血液相容性等方面也开展了大量研究，并取得了多项原创性成果，相关成果分别多次发表在ACS Appl. Mater. Interfaces和Surf. Coat. Technol.等国际期刊上。在超疏水改性表面方面，课题组基于材料表面润湿性理论和紫外激光加工的可适用性，在医用钛金属基体上制备了可控的超疏水表面，揭示了在超疏水润湿状态下，特殊的微米织构和低表面能化学物质处理使得钛基体表面极性降低，血液和材料表面之间的范德华力和氢键相互作用力减弱，有效抑制了血液的粘附与相关凝血物质的接触激活，显著改善了医用钛金属的抗凝血性能。

 上述研究工作得到了国家自然科学基金项目、山东省泰山学者工程项目和山东大学基础研究项目（人才引进类）的资助。

 论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c22818

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2020.126501

https://doi.org/10.1021/acsami.0c21058

https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2021.127421

供稿单位  |  机械学院    

作者  |  李建勇    

编辑  |  栾奕文