末端带有磷酸胆碱的树枝状聚醚砜膜，具有良好的血液相容性和抗污染性能，适用于潜在的血液透析应用

《Materials Today Chemistry》：Phosphorylcholine-terminated dendritic polyethersulfone membrane with efficient hemocompatibility and antifouling properties for potential hemodialysis application

本研究采用迭代生长方法，在聚醚砜膜上原位制备了磷酸胆碱修饰的树状大分子膜（PES-G3-PC），显著提升血液相容性并抑制血小板粘附和凝血时间，同时表现出优异的抗污染性能。

　　这项研究聚焦于血液透析膜的表面改性，旨在提高其血液相容性并减少血栓形成的风险。血液透析作为终末期肾病患者的重要治疗手段，其核心问题之一便是透析膜的血液相容性。由于透析膜直接接触血液，其表面性质对血液与膜材料之间的相互作用至关重要。因此，改善透析膜的血液相容性，防止血小板粘附和激活、纤维蛋白原吸附与变性、补体激活等不良反应，成为当前研究的重要方向。

在本研究中，科研人员提出了一种简便的改性策略，通过迭代生长法原位制备了以磷酰胆碱（phosphorylcholine）末端修饰的聚醚砜（PES）树状聚合物膜（PES-G3-PC）。这种方法利用了树状聚合物的高度分支结构，以及其在表面改性中的多功能特性。树状聚合物因其规则的三维结构和丰富的外围基团，能够提供更大的有效表面积和多个反应位点，从而实现多种生物活性分子的表面呈现。这种结构特性使其成为构建血液接触材料表面微环境的理想选择。

磷酰胆碱化合物的开发灵感来源于细胞膜中丰富的磷脂成分。这些化合物含有两亲性的离子头基，赋予其天然的抗污染和抗血栓特性。其中，聚（2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-共-丁基甲基丙烯酸酯）（PMB）作为最具代表性的聚合物，其由30 mol%的MPC单元组成，具有良好的血液相容性。近年来，许多研究尝试通过不同的技术手段对血液透析膜进行磷酰胆碱修饰，包括紫外引发聚合、模仿贻贝的涂层技术、表面引发原子转移自由基聚合等。这些方法在一定程度上提高了膜的血液相容性，但其操作复杂，需要严格控制实验条件，如无氧环境等，这在实际应用中带来了诸多限制。

为了克服这些挑战，本研究引入了树状聚合物作为改性材料。树状聚合物通过迭代生长形成，具有高度分支的分子结构，这种结构使其在表面改性方面展现出独特的优势。通过将氨基活性中心引入膜表面，再采用标准的发散合成步骤，依次在膜表面构建不同代数的PAMAM树状聚合物。这一方法不仅能够实现膜表面的稳定修饰，还为后续的MPC固定提供了反应位点。树状聚合物的多功能性使其能够作为功能修饰剂和载体，具有广泛的应用前景。

在实验过程中，科研人员通过XPS、水接触角测量等手段对膜的表面化学特性进行了表征，确认了磷酰胆碱基团的成功引入。同时，通过一系列体外实验评估了改性膜对血液凝固的影响，包括纤维蛋白原和血小板的粘附与激活、凝血时间以及补体系统的激活情况。实验结果表明，改性后的膜能够有效抑制血小板的粘附和激活，减少纤维蛋白原的吸附与变性，并延长凝血时间。此外，改性膜还表现出优异的抗污染性能，显著降低了蛋白质和细菌的吸附。这些特性表明，磷酰胆碱末端修饰的树状聚合物在提升血液透析膜血液相容性方面具有巨大潜力。

为了进一步验证改性膜的生物相容性，科研人员还利用人脐静脉内皮细胞（HUVECs）与改性膜共培养的方式，评估了其对细胞的毒性及相互作用。实验结果显示，改性膜对细胞的生长和功能没有明显影响，表明其具有良好的细胞相容性。这一结果为改性膜在临床应用中的安全性提供了重要支持。

研究还强调了改性策略的可扩展性和实用性。通过原位修饰方法，科研人员能够在不破坏膜结构的前提下，实现其表面的高效改性。这种方法避免了传统表面改性技术中对复杂条件和精细操作的依赖，从而降低了生产成本，提高了应用的可行性。此外，树状聚合物的末端基团可以灵活定制，为后续的功能化修饰提供了更多可能性。例如，除了磷酰胆碱基团，还可以引入其他生物活性分子，如抗凝血剂、抗炎药物等，以进一步优化膜的性能。

从应用角度来看，磷酰胆碱末端修饰的树状聚合物改性膜不仅适用于血液透析，还可能拓展到其他血液接触设备，如人工血管、心脏瓣膜、输液导管等。这些设备在长期使用过程中，往往面临血栓形成和炎症反应等问题，而改性膜的引入有望显著改善这些问题，提高设备的使用寿命和患者的安全性。此外，随着对生物材料研究的不断深入，未来可能会开发出更多具有特定功能的改性膜，以满足不同临床需求。

研究还指出，尽管阳离子树状聚合物（如以氨基为末端的PAMAM）可能带来一定的细胞毒性，但通过化学修饰，如乙酰化、聚乙二醇化（PEGylation）或糖基化等方法，可以有效提高其生物相容性。这些修饰策略不仅能够降低毒性，还能增强膜的稳定性和功能性，使其更适用于长期接触血液的医疗设备。

在材料科学领域，膜的表面改性技术正不断发展，以满足对生物相容性日益增长的需求。本研究通过结合树状聚合物的结构优势和磷酰胆碱的生物相容特性，提供了一种新的改性思路。这种方法不仅简化了改性过程，还提高了改性膜的性能，为血液透析膜及其他血液接触材料的优化提供了重要参考。

综上所述，这项研究通过创新的改性策略，成功制备了具有优异血液相容性的磷酰胆碱末端修饰的树状聚合物膜。改性膜在保持高尿素清除率的同时，有效防止了蛋白质的损失，并显著降低了血小板、纤维蛋白原和细菌的吸附。这些成果不仅为血液透析膜的改进提供了新的解决方案，也为其他血液接触材料的开发奠定了基础。未来，随着进一步的研究和优化，这种改性膜有望在临床实践中发挥更大的作用，提高患者治疗的安全性和效果。