四川大学赵长生教授和程冲特聘研究员：复合凝胶微球用于安全高效的血液灌流吸附

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血液灌流吸附剂，如离子交换树脂和活性炭材料等，为慢性肝功能衰竭（CLF）和肾功能衰竭（CRF）的治疗提供了新的可能。但现有的材料吸附性能有限且血液相容性差，严重阻碍了吸附剂的应用。因此，如何设计一种安全、自抗凝并具有良好的毒素清除能力的血液灌流吸收剂仍是一个巨大的挑战。

本文中利用π-π结合作用制得了用于血液灌流的凯夫拉基凝胶微球。首先采用液-液相分离法制备了凯夫拉纳米纤维-氧化石墨烯（K-GO）微球。然后，通过π-π作用将对苯乙烯磺酸钠（SS）吸附到K-GO微球表面以实现K-GO/PSS凝胶微球的交联结构。所得的凝胶微球具有双网络交联结构和仿肝素结构，这些结构分别为其提供了良好的的机械强度和自抗凝性。此外，K-GO/PSS微球可以通过其表面丰富的电荷和π-π结构对不同类型毒素进行强吸附。体外模拟血液灌流实验表明，血液中毒素浓度可在30分钟内恢复正常。这种复合凝胶微球将为未来的临床CLF及CRF治疗提供新的可能。

首先，制备均匀的Kevlar、K-GO及PES铸球液，通过液-液相分离原理制备出凯夫拉纳米纤维-氧化石墨烯（K-GO）微球，再在此基础上进行对苯乙烯磺酸钠（SS）的交联，交联结束后除去表面多余凝胶婢女用大量去离子水洗涤得到具有交联结构的复合K-GO/PSS凝胶微球。

采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）和x射线光电子能谱（XPS）方法对凝胶微球进行初步表征，以证明K-GO/PSS微球的成功合成。

用扫描电镜（SEM）对微球形貌进行观察以进一步证明结论。

通过力学实验研究K-GO/PSS微球的机械强度。

过溶血实验测试了微球的红细胞（RBCs）相容性。

通过血小板粘附测试了微球对于血小板产生的影响。

通过酶联免疫吸附测定（Elisa）研究血小板活化（PF-4）水平、凝血因子活化（TAT）水平和补体活化（C3a及C5a）水平。

采用全血进行血常规测试，研究微球对于血液环境的影响。

通过血浆重钙化实验检测了微球的抗凝性。通过测定活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）和凝血酶时间（TT）研究了微球的抗凝路径及抗凝能力。

以铜离子、肌酐、尿酸和胆红素为模型进行系统的毒素吸附实验，以研究K-GO/PSS微球的毒素吸附能力，并通过模拟灌流场景的体外实验进行更深入的研究。

以上结果证实了这种新型的自抗凝复合凝胶微球具有超高的机械强度、优越的血液相容性和良好的吸附能力，可在未来为慢性肝功能衰竭及慢性肾功能衰竭提供新的临床治疗思路。

相关论文发表在《Journal of Materials Chemistry B》上（影响因子为5.344），四川大学高分子科学与工程学院赵长生教授和程冲特聘研究员为本文共同通讯作者，杨晔和尹诗琪同为本文第一作者。

全文链接

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/TB/C9TB02789K#!divAbstract

来源：CS课题组

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