血液接触材料植入体内后在表面诱发血栓形成的问题是导致其应用失败的主要原因之一,通过表面改性赋予材料良好的抗血栓性能是解决该问题的最有效途径。在材料表面引入具有抗凝/抗血栓活性物质是最常用的抗血栓改性策略,然而,在复杂的血液环境中,抗凝/抗血栓物质的活性往往无法有效维持,而且在正常的血液环境中持续激活抗凝/抗血栓机制,则存在导致凝血功能紊乱的潜在风险。一种理想的抗血栓材料表面,应该能够在应用早期的正常血液环境中维持一定的生物惰性,抵御血液物质与表面的非特异性相互作用,而在凝血反应发生时,及时启动抗凝血/抗血栓活性功能,阻断血栓形成的途径,即,使有限的抗凝活性物质在恰当的时间得到有效发挥。最后,在材料应用的过程中,表面不断形成内皮,从而满足长期应用中的血液相容性需求。为了在材料表面实现上述理想的抗血栓过程,本论文的研究内容分为两个部分:首先,设计并制备了一种具有血栓应激性的纤溶功能表面涂层,使其在凝血反应发生时能够及时溶解初步形成的纤维蛋白(初级血栓),随后在涂层中进一步引入促内皮化组分,使材料最终实现与组织的融合。血栓应激性的设计取决于对血栓微环境变化的有效利用。凝血反应过程中伴随着多种特征性凝血因子的生成,其中凝血酶作为外源性和内源性凝血途径的共同产物以及产生纤维蛋白的直接作用酶而备受关注。一些研究利用凝血酶底物多肽或凝血酶的核酸适配体所为交联剂构建药物载体,实现药物在血栓部位的定点释放。受这些应用的启发,本论文将凝血酶响应性药物递送基元用于构建表面涂层,从而实现血栓应激性涂层的构建。首先,设计了凝血酶响应性纤溶纳米胶囊。以丙烯酰胺和N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺(APM)为单体,以凝血酶两端修饰了乙烯基的凝血酶底物多肽为交联剂,物理吸附于组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)表面并进行原位聚合和交联,从而在t-PA表面形成凝血酶可降解的水凝胶外壳,即t-PA纳米胶囊(t-PA NCs)。筛选最佳制备条件后,该胶囊可以完全掩蔽t-PA活性,而当凝血酶存在时,t-PA活性随凝血酶浓度的升高而线性递增,并表现出良好的凝血酶响应性溶栓性能。该凝血酶t-PA NCs不但可以用于后续血栓应激性抗栓涂层的构建,也可以单独作为一种血栓靶向的纤溶药物递送体系得以应用。随后,利用上述t-PA NCs构建血栓应激性纤溶涂层。在多种血液接触材料表面通过聚多巴胺黏附层共价固定t-PA NCs,并采用亲水性抗污小分子谷胱甘肽(GSH)封闭暴露的聚多巴胺位点。该表面能够显著降低非特异性蛋白质吸附,并在在无凝血酶的血浆中完全掩蔽t-PA活性;而当凝血酶存在时,t-PA以恒定速率释放,t-PA活性随时间线性增加,活性大小与凝血酶浓度正相关,说明涂层的纤溶活性可以根据凝血反应的程度自动调节。更重要的是,在非抗凝的全血实验中,自然凝血过程所产生的凝血酶足以激活涂层的纤溶活性,防止了血栓的最终形成。该部分研究首次在材料表面涂层上实现了血栓应激性抗栓概念的应用。最后,从仿生的角度在材料表面模仿内皮抗血栓功能,并引入促内皮化组分以满足长期血液相容性要求。将t-PA NCs与尺寸相当的肝素/聚赖氨酸复合粒子(HPs)以上述同样的方式固定在材料表面。如此修饰的表面除了具备上述凝血酶响应性纤溶活性以外,在肝素组分的作用下,还能够有效延长血栓形成时间,并促进内皮细胞的粘附与生长。该涂层有望在实际应用中满足材料与血液接触不同阶段的不同抗血栓需求。