羧基甜菜碱两性离子涂层在血液透析器组件中的应用：表面特性与血液相容性研究

针对血液透析治疗中体外循环回路血液相容性差、需持续抗凝的临床难题，研究人员开发了基于聚羧基甜菜碱（PCB）的两性离子共聚物涂层技术。通过合成poly(CBAA-co-BPAA)（PCB1）和poly(CBAA-co-BMA)（PCB2）两种材料，分别采用紫外固定和疏水自组装技术对管路和透析器进行表面改性。体外实验证实该涂层可显著降低血小板/补体激活和蛋白吸附，为减少透析抗凝需求提供新策略。

　　

慢性肾脏病（CKD）已成为全球公共卫生挑战，当进展至终末期肾病（ESRD）时，患者必须依赖血液透析维持生命。然而现有透析技术面临一个关键瓶颈：血液与体外循环回路接触时，会触发血小板活化、补体级联反应和蛋白沉积，迫使临床使用大剂量抗凝剂，进而增加出血风险和医疗成本。如何在不影响治疗效果的前提下提升透析系统的血液相容性，成为亟待突破的科学难题。

研究人员创新性地将两性离子材料引入透析系统改造。这类材料通过模拟细胞膜磷脂双层的电荷分布特性，可形成高度水合层，有效抵抗生物污染。研究团队设计了两类羧基甜菜碱（CB）基共聚物：光反应性的poly(CBAA-co-BPAA)（PCB1）用于聚氯乙烯（PVC）管路涂层，疏水改性的poly(CBAA-co-BMA)（PCB2）适用于中空纤维透析器改性。通过紫外引发固定和疏水自组装技术，实现了对复杂医疗器械表面的精准功能化。

关键技术包括：1）自由基聚合法合成两性离子共聚物；2）X射线光电子能谱（XPS）和水接触角分析验证涂层特性；3）建立体外循环模型，使用新鲜人全血评估血液相容性；4）流式细胞术检测血小板活化标志物（CD62P）和补体片段（C3a、C5a）。

【合成与表征】

PCB1通过AIBN引发自由基聚合获得，BPAA组分赋予其紫外交联能力；PCB2则通过调节BMA含量优化疏水性。XPS证实两种涂层均成功引入羧基甜菜碱基团，静态水接触角低于20°，显示超亲水特性。

【血液相容性评估】

模拟透析1小时后，涂层组血小板活化率降低76%，补体C3a生成量减少68%。电镜显示未涂层表面存在大量纤维蛋白网络和血小板聚集体，而涂层组仅见零星蛋白斑点。

【结论与意义】

该研究首次实现两性离子涂层在完整透析回路的模块化应用，证实其协同抗污效应：PCB1涂层管路减少初期蛋白吸附，PCB2改性透析器抑制后续细胞激活。这种"双屏障"策略有望将透析抗凝剂用量降低至安全阈值，对合并出血倾向的ESRD患者尤为重要。论文发表于《Acta Biomaterialia》，为生物材料表面工程提供了普适性设计范式，其技术路线可扩展至人工心肺机、体外膜肺等血液接触器械的改良。