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 具有良好的強度、韌性、透光率和化學穩(wěn)定性，至今仍被臨床廣泛應用。但IOL植入眼內.表面炎性細胞的粘附較多，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果證實有效的一種方法[1]。

肝素修飾可以明顯提高IOL 的親水性。肝素表面修飾的IOL 對角膜內皮的刺激作用較小，可以減少術后的纖維蛋白反應，減少細胞和色素的沉積，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，均證實其術后的炎性反應較低。肝素表面修飾的IOL 能減輕術后炎性反應這一觀點已經(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，為動物體內的一種抗凝血物質。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，肝素大分子中的硫酸氫酯和硫酰胺及羧基呈負離子狀態(tài)，所以整個分子帶大量負電荷，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)生靜電吸附結合在一起；肝素經(jīng)活化后可以和PEI 反應結合，同時帶正電的PEI 和帶負電的肝素也可以通過靜電作用相結合。即，肝素可以通過PEI 做載體結合到晶狀體的表面[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被電離后產生的正負離子組成的離子化氣體狀物質。等離子體表面處理的作用和效果包括：物理刻蝕、化學改性、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改性的機理?？涛g是由于等離子體中的電子、離子、激發(fā)態(tài)基團等都具有一定的動能，當它們打擊材料表面時就會產生刻蝕的效果?；瘜W改性的機理是自由基的產生。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，表面活性位點增加，便于和PEI 結合[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含量增加，表面活性確實增加，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條件，可以提升肝素涂層品質。

3.2.1 等離子處理功率的優(yōu)化

取50 枚人工晶狀體，在40℃條件下進行真空干燥，干燥至恒重，之后逐枚取出分為5 組，取一組進行空白對照，其余4 組進行等離子處理，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 組晶體進行肝素涂層，并對晶體表面肝素進行定量檢測。結果見表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℃條件下進行真空干燥，干燥至恒重，之后逐枚取出分為5 組，取一組進行空白對照，其余4 組進行等離子處理，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 組晶體進行肝素涂層，并對晶體表面肝素進行定量檢測。結果見表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，表面活性位點增加，便于和PEI 結合，之后肝素再與PEI 進行結合，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?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。