【环球网报道】心脏瓣膜病是全世界心血管疾病发病和死亡的主要原因，据《中国心血管健康与疾病报告2023》显示，2022年收治的瓣膜性心脏病患者达188.2万人次。心脏瓣膜和支架等医疗器械在挽救生命方面发挥着至关重要的作用。然而，血液中的蛋白质可能会粘附在医疗植入物的表面，并随着时间推移积聚并形成血栓，通常需要通过侵入性手术才能去除或更换植入物。
近日，悉尼大学的研究人员正在开发一种双电荷离子涂层材料，有望防止导管和支架等医疗器械上形成血液凝块，以延长植入物的使用寿命。
研究团队最近在《细胞生物材料》杂志上发表了一篇综述，探讨了双电荷离子在生物医学中的潜力，为表面涂层技术的设计提供了深入的蓝图。“医疗植入物在人体内需要不断承受压力。心脏瓣膜需要承受高压以泵送血液，10年内要开合数十亿次。”研究开发团队的领导者、悉尼大学化学与生物医学工程学院纳菲奇博士（Dr Sina Naficy）说。“现有心脏瓣膜植入物的平均寿命不到10年，并且始终存在退化或并发症的风险。通过使用双电荷离子涂层材料，我们旨在减少血栓的风险，并延长心脏瓣膜及其他医疗植入物的使用寿命。”他表示。
世界充满了带正电和带负电的分子，它们的相互作用推动了生命的化学过程。双电荷离子是一种同时具有正电和负电的独特分子，呈中性。双电荷离子已存在于我们的细胞中，是细胞膜的一部分，并能在细胞膜上创建了一层薄薄的水膜，确保血液和其他蛋白质在心脏和其他器官中流动，而不粘附在其他表面上。
受到这一启发，纳菲奇博士和他的团队集中研究了双电荷离子的化学中性以及亲水特性，正努力模拟这一特性，以设计出可以延长医疗植入物使用寿命的材料。目前，研究团队已创建了一种双电荷离子涂层，这种涂层仅为几纳米厚，并且能够在材料表面形成一层水膜，像盔甲一样保护表面，而在没有涂层的材料上，水被排斥并扩散到材料的边界之外。“我们目前正在探索新的配方，能够附着在无论是由组织、金属、塑料或橡胶制成的任何类型的植入物表面，旨在减少它们与血液的相互作用。”悉尼大学化学与生物医学工程学院的塔勒比安博士（Dr Sepehr Talebian）表示。
然而，科学家们目前所面临的更大难题之一是如何确定双电荷离子的最佳使用方法，包括确定涂层的理想厚度以及使用浓度。“我们不能仅仅把人工心脏瓣膜浸入双电荷离子物质中，而不研究最佳的条件。用量过多可能会加重血栓形成，过少则血栓风险仍然存在，”塔勒比安博士说。
他进一步表示，研究团队正在努力找到这种大分子发挥其全部潜力的最佳条件，包括研究如何将双电荷离子“固定“在材料表面，以及双电荷离子的最佳环境，包括寻找溶液中盐分的最佳浓度，因为盐分过多会使双电荷离子聚集在一起，而研究人员则希望它们均匀地分布在表面。
