等離子處理在肝素修飾人工晶狀體制備過程中的作用

張 廉

（河南賽美視生物科技有限公司，河南 鄭州 453000）

1 肝素修飾人工晶狀體的意義

親水丙烯酸酯IOL 具有良好的強(qiáng)度、韌性、透光率和化學(xué)穩(wěn)定性，至今仍被臨床廣泛應(yīng)用。但I(xiàn)OL植入眼內(nèi).表面炎性細(xì)胞的粘附較多，前囊膜混濁較重。對PMMA 最早的改性處理是Pharmacia 公司的肝素表面修飾，此后我國有氟肝素處理的報道，國外有PEG 接枝和碳氟表面離子注入的報道。但肝素表面修飾是唯一被臨床觀察結(jié)果證實(shí)有效的一種方法[1]。

肝素修飾可以明顯提高IOL 的親水性。肝素表面修飾的IOL 對角膜內(nèi)皮的刺激作用較小，可以減少術(shù)后的纖維蛋白反應(yīng)，減少細(xì)胞和色素的沉積，減少后粘連的發(fā)生率無論是1-3 個月的短期觀察還是一年的長期觀察，均證實(shí)其術(shù)后的炎性反應(yīng)較低。肝素表面修飾的IOL 能減輕術(shù)后炎性反應(yīng)這一觀點(diǎn)已經(jīng)被大多數(shù)的研究者所接受[2]。

2 人工晶狀體表面肝素涂層過程介紹

肝素是從豬或牛的肺臟提取出含有硫酸酯的黏多糖，為動物體內(nèi)的一種抗凝血物質(zhì)。它的組分是氨基葡萄糖和兩種糖醛酸，其中以艾杜糖醛酸為主，其次是葡萄糖醛酸。在生物體內(nèi)，肝素大分子中的硫酸氫酯和硫酰胺及羧基呈負(fù)離子狀態(tài)，所以整個分子帶大量負(fù)電荷，肝素分子式如圖1 所示。

圖1 肝素分子式

人工晶狀體材質(zhì)主要為聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）及聚甲基丙烯酸羥乙酯（PHEMA），肝素是一種黏多糖，為將肝素成功接枝到晶體表面，需要將晶體表面進(jìn)行等離子處理，以增加其表面活性，同時還需要借助聚乙烯亞胺（PEI）作為連接劑。聚乙烯亞胺為高電荷密度的陽離子聚合物，晶狀體經(jīng)過等離子處理后可以與PEI 發(fā)生靜電吸附結(jié)合在一起；肝素經(jīng)活化后可以和PEI 反應(yīng)結(jié)合，同時帶正電的PEI 和帶負(fù)電的肝素也可以通過靜電作用相結(jié)合。即，肝素可以通過PEI 做載體結(jié)合到晶狀體的表面[3]。

3 等離子處理在肝素涂層過程中的作用

3.1 等離子處理原理介紹

等離子體(plasma)又叫作電漿，是由部分電子被剝奪后的原子及原子團(tuán)被電離后產(chǎn)生的正負(fù)離子組成的離子化氣體狀物質(zhì)。等離子體表面處理的作用和效果包括：物理刻蝕、化學(xué)改性、主體材料表面聚合、等離子體聚合。與本研究密切的是刻蝕和化學(xué)改性的機(jī)理。刻蝕是由于等離子體中的電子、離子、激發(fā)態(tài)基團(tuán)等都具有一定的動能，當(dāng)它們打擊材料表面時就會產(chǎn)生刻蝕的效果。化學(xué)改性的機(jī)理是自由基的產(chǎn)生。以氧氣作為等離子處理的氣氛，晶狀體表面經(jīng)過等離子處理后，表面能降低，表面活性位點(diǎn)增加，便于和PEI 結(jié)合[4-6]。

對比晶體表面等離子處理前后的接觸角數(shù)據(jù)可得，等離子處理前，晶體表面與水的接觸角約為60°～70°；等離子處理后，晶體表面與水的接觸角約為10°～20°，等離子處理后晶體表面能確實(shí)降低。

對比晶體表面等離子處理前后的XPS 數(shù)據(jù)可得，晶狀體表面經(jīng)過等離子處理后，晶體表面含氧官能團(tuán)含量增加，表面活性確實(shí)增加，見表1。

表1 晶體表面處理前后電子能譜價態(tài)組成

3.2 等離子處理程度對肝素涂層效果的影響

在人工晶狀體肝素涂層過程中，等離子處理程度對肝素涂層效果有著重要影響，通過調(diào)整等離子處理功率和處理時長兩個主要條件，找到最佳的等離子處理?xiàng)l件，可以提升肝素涂層品質(zhì)。

3.2.1 等離子處理功率的優(yōu)化

取50 枚人工晶狀體，在40℃條件下進(jìn)行真空干燥，干燥至恒重，之后逐枚取出分為5 組，取一組進(jìn)行空白對照，其余4 組進(jìn)行等離子處理，選用氧氣為處理氣體，固定處理時長為60s，處理功率分別為50W，100W，150W，200W。之后將5 組晶體進(jìn)行肝素涂層，并對晶體表面肝素進(jìn)行定量檢測。結(jié)果見表2。

表2 不同等離子處理功率下的肝素含量

由表2 可知，當(dāng)增加等離子處理功率時，晶體表面肝素涂層的含量逐漸增加，但處理功率超過100W 時，增加不明顯，故選用100W 作為最佳等離子處理功率。

3.2.2 等離子處理時長的優(yōu)化

取50 枚人工晶狀體，在40℃條件下進(jìn)行真空干燥，干燥至恒重，之后逐枚取出分為5 組，取一組進(jìn)行空白對照，其余4 組進(jìn)行等離子處理，選用氧氣為處理氣體，固定處理功率為100W，處理時長分別為60s，120s，180s，240s。之后將5 組晶體進(jìn)行肝素涂層，并對晶體表面肝素進(jìn)行定量檢測。結(jié)果見表3。

表3 不同等離子處理時長下的肝素含量

由表3 可知，當(dāng)增加等離子處理時長時，晶體表面肝素涂層的含量逐漸增加，但處理時長超過120s 時，不再增加，故選用120s 作為最佳等離子處理時長。

4 結(jié)論

在肝素修飾人工晶狀體制備過程中，等離子處理起著至關(guān)重要的作用。晶體表面經(jīng)過等離子處理后，表面能降低，表面活性位點(diǎn)增加，便于和PEI 結(jié)合，之后肝素再與PEI 進(jìn)行結(jié)合，從而成功將肝素附著在晶體表面。同時，探究了等離子處理的最佳條件，研究表明，當(dāng)?shù)入x子處理功率為100w，處理時長為120s 時，等離子處理效果最佳，肝素涂層效果最好。