Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Кинетический подход к адгезии тромбоцитов человека на поверхности материалов медицинского назначения

ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Содержание диссертации, кандидата физико-математических наук, Титушкин, Игорь Анатольевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Современные представления о взаимодействии тромбоцитов с поверхностью биоматериалов

1.1.1. Роль тромбоцитов во взаимодействии кровь/биоматериал.

1.1.2. Реакция тромбоцитов на контакт с чужеродной поверхностью.

1.1.3. Молекулярные основы адгезии тромбоцитов.

1.1.4. Теоретические модели для описания взаимодействия тромбоцитов с поверхностью.

1.2. Экспериментальные методы изучения адгезии тромбоцитов in vitro.

1.2.1 Радиоизотопный метод.

1.2.2. Оптическая и флуоресцентная микроскопия.

1.2.3. Сканирующая электронная микроскопия.

1.3. Влияние поверхности биоматериалов на характер адгезии тромбоцитов in vitro.

1.3.1. Термодинамика взаимодействия тромбоцитов с поверхностью.

1.3.2. Структурные свойства поверхности.

1.3.3. Адсорбция белка и адгезия тромбоцитов.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1. Материалы.

2.2. Измерение краевого угла смачивания и энергетических характеристик поверхности образцов

2.3. Анализ адгезии тромбоцитов с помощью СЭМ.

ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДГЕЗИИ ТРОМБОЦИТОВ НА ТВЕРДУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.

3.1. Модель взаимодействия тромбоцитов с поверхностью.

3.2. Анализ математической модели.

3.3. Изучение влияния экспериментальных условий на кинетику адгезии тромбоцитов.

ГЛАВА 4. КИНЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ АДГЕЗИИ ТРОМБОЦИТОВ НА ПОВЕРХНОСТЬ БИОМАТЕРИАЛОВ.

4.1. Разработка подходов для сравнения воздействия биоматериалов на тромбоциты.

4.2. Морфологический анализ для оценки степени активации тромбоцитов.

4.3. Взаимодействие тромбоцитов с самоформируемыми покрытиями на стекле.

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ТРОМБОЦИТОВ С УГЛЕРОДНЫМИ ПОКРЫТИЯМИ НА ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИЭТИЛЕНА.

5.1. углеродсодержащие биоматериалы.

5.2. топография углеродных покрытий.

5.3. Энергетические свойства поверхности.

5.4. Гистерезис краевого угла.

5.5. Адгезия тромбоцитов.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Кинетический подход к адгезии тромбоцитов человека на поверхности материалов медицинского назначения"

Актуальность темы

Разработка новых биоматериалов для искусственных органов и изделий, контактирующих с кровью (искусственное сердце, искусственные клапаны сердца, сосудистые протезы, оксигенаторы, гемодиализаторы и т.д.) является одной из приоритетных задач современной биомедицины и биотехнологии [1]. Материалы, предназначенные для контакта с кровью, должны отличаться высокими гемосовместимыми свойствами, одной из важных характеристик которых служит адгезия тромбоцитов на поверхность биоматериала.

В настоящее время существует большое количество работ, посвященных изучению молекулярных аспектов адгезии тромбоцитов, роли сдвиговых напряжений, лекарств, условий выделения клеток, физико-химических свойств материала и т.д. [2-5]. Однако, до сих пор не было предложено единого механизма взаимодействия тромбоцитов с чужеродной поверхностью, учитывающего влияние всех перечисленных факторов. В частности, известные нам математические модели адгезии тромбоцитов способны объяснить лишь один вид кинетических кривых накопления клеток на поверхности, полученных в экспериментах in vitro [6-9]. Во всех предложенных моделях процесс адгезии тромбоцитов рассматривается изолированно от других важных реакций тромбоцитов на чужеродную поверхность - агрегации и высвобождения биологически активных веществ, приводящих к дополнительной активации клеток, что, по-видимому, и ограничивает применение теоретических моделей для описания экспериментальных данных.

Недостаточные знания о механизмах процесса адгезии тромбоцитов препятствуют разработке новых подходов к оценке гемосовместимых свойств биоматериалов с использованием тромбоцитов в качестве тест-системы. Для исследования механизмов взаимодействия тромбоцитов с различными поверхностями, а также для дифференци-ровки материалов по их гемосовместимым свойствам необходимо иметь надежные количественные и качественные параметры, характеризующие реакцию клеток при контакте с чужеродной поверхностью. Существующие параметры (относительный показатель адгезированных тромбоцитов, фактор формы тромбоцитов и т.д.) [10-11] в ряде случаев не могут объяснить разницу в гемосовместимости биоматериалов и медицинских изделий на клеточном уровне [12]. Для получения более информативных характеристик процесса можно использовать сканирующую электронную микроскопию (СЭМ), которая дает возможность одновременно изучать и количество адгезированных тромбоцитов, и особенности их морфологии [13].

Разработка кинетического подхода к изучению адгезии тромбоцитов, включающего в себя выбор экспериментальных условий, количественный анализ получаемых данных и параметры для оценки степени воздействия материала на клетки, позволила бы поднять научный уровень работ в области биоматериалов и значительно ускорить и удешевить разработку новых материалов и изделий медицинского назначения.

В связи с вышеизложенным, весьма актуальным представляется вопрос о создании кинетической модели для численного анализа взаимодействия клеток с поверхностью биоматериала в условиях in vitro.

Целью работы является разработка теоретической модели и экспериментального метода на основе сканирующей электронной микроскопии для исследования взаимодействия тромбоцитов человека с поверхностью биоматериалов.

Задачи исследования

Исходя из поставленной цели, задачи исследования сводились к следующему:

- разработать математическую модель адгезии тромбоцитов человека на поверхность твердых тел, учитывающую накопление активированных тромбоцитов в жидкой фазе;

- определить численные параметры модели для количественного анализа процессов взаимодействия тромбоцитов с поверхностью биоматериалов;

- с использованием сканирующей электронной микроскопии найти параметр для оценки воздействия медицинских материалов на тромбоциты в условиях in vitro, учитывающий количество адгезированных клеток и их морфологию;

- исследовать влияние физико-химических свойств поверхностей материалов на характер их взаимодействия с тромбоцитами человека.

Научная новизна

1. Предложена кинетическая модель взаимодействия тромбоцитов с поверхностью материалов, которая описывает не только необратимую адгезию клеток, но и их активацию в жидкой фазе.

2. Для описания экспериментальных кривых адгезии тромбоцитов в условиях in vitro найдены параметры модели, численно характеризующие вероятность необратимой адгезии тромбоцитов на поверхность, скорость накопления активированных клеток в плазме крови и количество мест связывания на поверхности.

3. Для оценки степени воздействия биоматериалов на тромбоциты в условиях in vitro разработан и экспериментально обоснован параметр, характеризующий количество адгезированных клеток для каждого из четырех выделенных морфологических классов тромбоцитов.

4. Установлено, что степень активации тромбоцитов поверхностью определяется не только ее энергетическими свойствами, но и формой поверхностных микроструктур.

Практическая значимость

Найден новый количественный параметр - дифференциальный относительный показатель адгезии тромбоцитов для оценки характера взаимодействия биоматериалов с тромбоцитами на основе количества адгезированных клеток и их морфологии. Разделение адгезированных тромбоцитов по морфологическим признакам на 4 класса дает возможность более достоверно исследовать гемосовместимые свойства биоматериалов по степени их воздействия на тромбоциты.

Разработанный на основе сканирующей электронной микроскопии метод оценки адгезии тромбоцитов на поверхность биоматериалов включен в систему тестов для оценки гемосовместимости медицинских изделий в России: ГОСТ Р ИСО 10993.4-99 "Изделия медицинские. Оценка биологического действия медицинских изделий. Часть 4. Исследование изделий, взаимодействующих с кровью". Метод внедрен в практику Испытательной лаборатории биологической безопасности медицинских изделий Центра по исследованию биоматериалов НИИ ТиИО (Аттестат аккредитации Госстандарта России № РОСС 1Ш.0001.21ИМ10, Аттестат аккредитации Минздрава России № 42-1025-00). 7

Апробация работы

Материалы диссертационной работы были представлены на международном семинаре "Биоматериалы для искусственных органов" (г. Саров, Россия, 2000); семинаре Центра по исследованию биоматериалов НИИ ТиИО.

Публикации

Результаты проведенных исследований отражены в 6 печатных работах, опубликованных в России и за рубежом.

Место выполнения работы

Данная работа выполнялась в Институте Трансплантологии и Искусственных Органов МЗ России (директор - академик В.И.Шумаков) в Центре по исследованию биоматериалов (руководитель Центра - профессор В.И.Севастьянов).

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Титушкин, Игорь Анатольевич

Выводы:

1. Предложена кинетическая модель взаимодействия тромбоцитов с поверхностью твердых тел, учитывающая не только необратимую адгезию клеток, но и их активацию в жидкой фазе.

2. Для описания экспериментальных кинетических кривых адгезии тромбоцитов определены параметры модели, характеризующие интенсивность накопления активированных клеток на поверхности и в плазме крови, вероятность их необратимой адгезии, а также поверхностную плотность центров связывания тромбоцитов.

3. Показано, что форма кинетической кривой адгезии тромбоцитов в экспериментах in vitro определяется как скоростью необратимой адгезии клеток, так и количеством активированных тромбоцитов в плазме крови.

4. На основе количественных параметров модели и морфологического анализа адгези-рованных клеток предложен алгоритм для оценки характера взаимодействия тромбоцитов с биоматериалами.

5. Установлено, что реакция тромбоцитов на чужеродный материал зависит как от энергетических, так и от структурных свойств его поверхности. Формирование на поверхности полиэтилена углеродных фибриллярных микроструктур приводит к уменьшению активации клеток, в то время как глобулярные микроструктуры вызывают интенсивное накопление активированных тромбоцитов в плазме крови.

6. Для оценки гемосовместимых свойств биоматериалов на стадии их взаимодействия с тромбоцитами крови человека разработан и экспериментально обоснован дифференциальный показатель адгезии тромбоцитов, учитывающий морфологию и количество адгезированных клеток.

Заключение

Несмотря на многолетние исследования процесса адгезии тромбоцитов на поверхность материалов, все известные попытки математического моделирования адгезии не в состоянии адекватно описать сложные формы экспериментальных кинетических кривых.

Предложенная в работе математическая модель адгезии тромбоцитов рассматривает в качестве результата взаимодействия тромбоцитов с поверхностью не только необратимо адгезированные клетки, но и накопление в плазме крови свободных активированных тромбоцитов. Модель позволяет объяснять существование всех трех видов кинетических кривых адгезии тромбоцитов, получаемых в экспериментах in vitro: s-образные кривые с насыщением и без насыщения, а также экспоненциальные кривые с насыщением.

При разработке модели использовали ряд предположений, которые ограничивают ее применение. Схема адгезии тромбоцитов на твердую поверхность не включает в себя межклеточное взаимодействие на поверхности и в жидкой фазе, которое можно учесть, используя морфологический анализ адгезированных клеток. Поэтому для более глубокого анализа взаимодействия тромбоцитов с поверхностью следует расширить модель так, чтобы она описывала изменение числа клеток в каждом из четырех выделенных морфологических классов тромбоцитов (неактивированные клетки, клетки с псевдоподиями, распластанные тромбоциты и агрегаты).

Интересным представляется усовершенствование модели путем учета в ней влияния других компонентов крови (эритроцитов, плазменных белков) на процесс адгезии тромбоцитов. Так, динамика изменения количественного и качественного состава белкового слоя может отражаться на характере адгезии тромбоцитов на поверхность.

Экспериментально показано, что, несмотря на все ограничения, разработанная модель хорошо описывает кинетические кривые адгезии тромбоцитов из тромбоцитар-ной плазмы крови на поверхности материалов в статических условиях. При использовании метода СЭМ для изучения кинетики адгезии тромбоцитов реально регистрируется не количество адгезированных тромбоцитов, а число объектов на поверхности, включая и одиночные клетки, и клеточные агрегаты, что вносит определенную систематическую ошибку в получаемые экспериментальные результаты. Следует отметить, что радиоизотопный метод может оказаться более точным для нахождения общего количества необратимо адгезированных тромбоцитов. С другой стороны, СЭМ позволяет одновременно определять и количество адгезированных клеток, и исследовать их морфологию. Разделение адгезированных тромбоцитов на четыре класса, отражающие степень их активации, и их количественный анализ легли в основу метода оценки гемо-совместимости биоматериалов по их воздействию на тромбоциты. Найден новый количественный параметр - дифференциальный относительный показатель адгезии тромбоцитов, с помощью которого можно более достоверно оценивать реакцию тромбоцитов на контакт с поверхностью биоматериала.

Разработанная модель предоставляет несколько количественных характеристик взаимодействия тромбоцитов с поверхностью: вероятность необратимой адгезии клеток на поверхность, скорость накопления активированных клеток в жидкой фазе, количество центров связывания для тромбоцитов. Поэтому на основе параметров кинетической модели предложен алгоритм для сравнения степени воздействия материалов на тромбоциты, который можно использовать для создания нового метода оценки in vitro гемо-совместимых свойств биоматериалов. Такой метод должен включать в себя критерии сравнения материалов по их гемосовместимости на уровне взаимодействия с тромбоцитами. Можно надеяться, что в процессе накопления экспериментальных данных, полученных различными независимыми методами in vitro и in vivo, будут установлены критерии для всех параметров модели, характеризующие вероятность гемосовместимости исследуемого материала или медицинского изделия в различных условиях его эксплуатации.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата физико-математических наук, Титушкин, Игорь Анатольевич, Москва

1. Искусственные органы. Под ред. Шумакова ВИ. Москва: Медицина; 1990.

2. Andrews RK, Lopez J A, Berndt С. Molecular mechanisms of platelet adhesion and activation. Int JBiochem Cell Biol 29: 91-105, 1997.

3. Goto S, Ikeda Y, Saldivar E, Ruggeri ZM. Distinct mechanisms of platelet aggregation as a consequence of different shearing flow conditions J Clin Invest 101: 479-486, 1998.

4. White JG, Escolar G. EDTA-induced changes in platelet structure and function: adhesion and spreading. Platelets 11: 56- 61, 2000.

5. Garbassi F, Morra M, Ochiello E. Polymer surfaces from physics to technology. New York: John Wiley @ Sons Ltd.; 1994. p 395-435.

6. Skarja GA, Kinlough-Rathbone RL, Perry DW, Rubens FD, Brash JL. A cone-and-plate device for the investigation of platelet biomaterial interactions. J Biomed Mater Res 34: 427-438, 1997.

7. Skarja GA, Brash JL. Physicochemical properties and platelet interactions of segmented polyurethanes containing sulfonate groups in the hard segment. J Biomed Mater Res 34: 439-455, 1997.

8. Furukawa K, Ushida T, Hirohito S, Ohshima N, Tateishi T. Real time observations of platelet adhesion to opaque biomaterial surfaces under shear flow conditions. J Biomed Mater Res 46: 93-102, 1999.

9. Furukawa KS, Ushida T, Sugano H, Tamaki T, Ohshima N, Tateishi T. Effect of shear stress on platelet adhesion to expanded polytetrafluoroethylene, a silicone sheet, and a endothelial cell monolayer. ASAIO J46: 696-701, 2000.

10. Севастьянов ВИ, Беломестная ЗМ, Дубович ТИ, Петров MB. О предварительной оценке тромборезистентности полимерных материалов. Ж Высокомолек Соед 23А: 1864-1867, 1981.

11. Сборник методических рекомендаций по оценке биосовместимых свойств искусственных материалов, контактирующих с кровью. Под ред. Добровой НБ, Носковой ТИ, Новиковой СП, Севастьянова ВИ. Москва, 1991.

12. Sefton MV. Perspective on hemocompatibility testing. J Biomed Mater Res 55: 445-446, 2001.

13. Goodman SL. Sheep, pig, and human platelet-material interactions with model cardiovascular biomaterials. J Biomed Mater Res 45: 240-250, 1999.

14. Гемостаз. Физиологические механизмы, принципы диагностики основных форм ге-мораггических заболеваний. Под ред. Петрищева НН, Папаян ЛП. Санкт-Петербург: Издательство СПбГМУ; 1999.

15. Актуальные проблемы гемостазиологии. Под ред. Петровского БВ, Чазова ЕИ, Андреева СВ. Москва: Наука; 1981.

16. Szycher N, editor. Biocompatible polymers, metals, and composites. Lancaster: Technomic Pub. Co.; 1983.

17. Гемосовместимость полимерных материалов и первичные стадии их взаимодействия с кровью. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. Севастьянов ВИ. Москва, 1984.

18. Шитикова АС. Тромбоцитарный гемостаз. Санкт-Петербург: Издательство СПб ГМУ; 2000.

19. Grunkemeier JM, Tsai WB, Horbett ТА. Hemocompatibility of treated polystyrene substrates: Contact activation, platelet adhesion, and procoagulant activity of adherent platelets. J Biomed Mater Res 41: 657-671, 1998.

20. Waples LM, Olorundare OE, Goodman SL, Lai QJ, Albrecht RM. Platelet-polymer interactions: morphologic and intracellular free calcium studies of individual human platelets. J Biomed Mater Res 32: 65-76, 1996.

21. Rickert CH, Filler TJ, Zhao B. Quantitative investigation of vital blood platelets by reflection contrast microscopy. Acta Anal (Basel) 155(2): 126-130, 1996.

22. Gaebel K, Feuerstein IA. Platelets process adsorbed protein: a morphological study. Biomaterials 12:597-602, 1991.

23. Goodman SL, Tweden KS, Albrecht RM. Platelet interaction with pyrolitic carbon heart-valve leaflets. J Biomed Mater Res 32: 249-258, 1996.

24. Goodman SL, Grasel TG, Cooper SL, Albrecht RM. Platelet shape change and cytoscele-tal reorganization on polyurethaneureas. JBiomedMater Res 23: 105-123, 1989.

25. Lewis JC, White MS, Prater T, Porter KR, Steele RJ. Three-dimensional organization of the platelet cytosceleton during adhesion in vitro: Observations on human and nonhuman cells. Cell Motil 3: 589-608, 1985.

26. Goodman SL, Tweden KS, Albrecht RM. Three-dimensional morphology and platelet adhesion on PC heart valve materials. Cells and Mat 5: 15-30, 1995.

27. Ito E, Suzuki K, Yamato M, Yokoyama M, Sakurai Y, Okano T. Active platelet movement on hydrophobic/ hydrophilic microdomain-structured surfaces. J Biomed Mater Res 42: 148-155, 1998.

28. Lee JH, Kopeckova P, Zhang J, Kopecek J, Andrade JD. Protein resistance of polyethylene oxide surfaces. ACSPolym Mater Sei Eng 59: 234-238, 1988.

29. Nagaoka S, Nakao A. Clinical application of antithrombogenic hydrogel with long poly(ethylene oxide) chains. Biomaterials 11: 119-121, 1990.

30. Feuerstein IA, Buchan SM, Horbett TA, Hauch KD. Platelet adherence and detachment: a flow study with a series of hydroxyethyl methacrylate-ethyl methacrylate copolymers using video microscopy. J Biomed Mater Res 25: 185-198, 1991.

31. Crook M, Crawford N. Platelet surface charge heterogeneity: Characterization of human platelet subpopulations separated by high voltage continuous flow electrophoresis. Br J Haematol 69: 265-273, 1988.

32. Corash L, Tan H, Gralnick HR. Heterogeneity of human whole blood platelets subpopulations. I. Relationship between buoyant density, cell volume and ultrastructure. Blood 49: 71-87, 1977.

33. Mezzano D, Kwang K, Aster RH. Characteristics of total platelet populations and of platelets isolated in platelet-rich plasma. Transfusion 22: 197-202, 1982.

34. Penington DG, Lee NLY, Roxburch AE, McGready JR. Platelet density and size: The Interpretation of heterogeneity. Br J Haematol 34: 365-376, 1976.

35. Karpatkin S. Heterogeneity of human platelets. VI. Correlation of platelet function with platelet volume. Blood 2: 307-316, 1978.

36. Космовский СЮ, Васин CJI, Розанова ИБ, Севастьянов ВИ. Математическая обработка распределения тромбоцитов человека по размерам для выявления гетерогенности клеток. Медицинская техника 6: 41-43, 1999.

37. Исследование системы крови в клинической практике. Под ред. Козинца ГИ и Макарова ВИ. Москва: Триада-Х; 1998.40. de Groot PG, Sixma JJ. Annotation: platelet adhesion. Br J Haematol 75: 308-312, 1990.

38. Purvis NB, Giorgio TD, Stelzer GT, Shults KE. Shear-induced platelet activation measured by flow cytometry. Ann N YAcadSci 714: 309-311, 1994.

39. Turitto VT, Hall CL. Mechanical factors affecting hemostasis and thrombosis. Thromb ResSuppl 92: 25-31, 1998.

40. Ohara Y, Makinouchi K, Glueck J, Sutherland B, Shimono T, Naito K, Tasai K, Orime Y, Takatani S, Nosé Y. Development and evaluation of antithrombogenic centrifugal pump: the Baylor C-gyro pump eccentric inlet port model. Artif Organs 18: 673-679, 1994.

41. Nosé Y. Design and development strategy for the rotary blood pump. Artif Organs 22: 438-446, 1998.

42. Sagnella S, Kwok J, Marchant RE, Kottke-Marchant K. Shear-induced platelet activation and adhesion on human pulmonary artery endothelial cells seeded onto hydrophilic polymers. JBiomed Mater Res 57: 419-431, 2001.

43. Ratner BD. The blood compatibility catastrophe, editorial. J Biomed Mater Res 27: 283287, 1993.

44. Haycox CL, Ratner BD. In vitro platelet interactions in whole blood exposed to biomaterial surfaces: Insight on blood compatibility. J Biomed Mater Res 27: 1181-1193, 1993.

45. Anderson JM, Kottke-Marchant K. Platelet interactions with biomaterials and artificial devices. CRC Crit Rev Biocompat 1:111-204, 1985.

46. Вашкинель ВК, Петров МН. Ультраструктура и функция тромбоцитов человека. Ленинград: Наука; 1982.

47. Самаль АБ, Черенкевич СН, Хмара НФ. Агрегация тромбоцитов: Методы изучения и механизмы. Минск: Университетское; 1990.

48. Биосовместимость. Под ред. Севастьянова ВН. Москва; 1999.

49. Berndt МС, Ward CM, De Luca M, Facey DA, Castaldi PA, Harris S J, Andrews RK. The molecular mechanism of platelet adhesion. Aust NZJ Med 25: 822-830, 1995.

50. Lôpez JA. The platelet glycoprotein Ib-IX complex. Blood Coag Fibrinol 5: 97-119, 1994.

51. Loftus JC, Albrecht RM. Redistribution of fibrinogen receptor of human platelets after surface activation. J Cell Biol 99: 822-829, 1984.

52. Payrastre B, Missy K, Trumel C, Bodin S, Plantavid M, Chap H. The integrin alpha lib/beta 3 in human platelet signal transduction. Biochem Pharmacol 60: 1069-1074, 2000.

53. Ruggeri ZM. Old concepts and new developments in the study of platelet aggregation. J Clin Invest 105: 699-701, 2000.

54. Holmsen H. Platelet responses and metabolism. Boca Raton, FL: CRC Press; 1986.

55. Reininger AJ, Reininger CB, Spannagl M, Mellinghoff A, Porr A, Heinzmann U, Wurzinger LJ. Effect of fibrinogen substitution in afibrinogenemia on hemorheology and platelet function. Thromb Haemost 74: 853-858, 1995.

56. Ruggeri ZM, Dent JA, Saldivar E. Contribution of distinct adhesive interactions to platelet aggregation in flowing blood. Blood 94: 172-178, 1999.

57. Goto S, Sakai H, Goto M, Ono M, Ikeda Y, Handa S, Ruggeri ZM. Enhanced shear-induced platelet aggregation in acute myocardial infarction. Circulation 99: 608-613, 1999.

58. Kulkarni S, Dopheide SM, Yap CL, Ravanat C, Freund M, Mangin P, Heel KA, Street A, Harper IS, Lanza F, Jackson SP. A revised model of platelet aggregation. J Clin Invest 105:783-791,2000.

59. Reininger AJ, Reininger CB, Agneskirchner J, Scherb H, Spannagl M, Wurzinger LJ. Spreading of platelets: a morphological marker for platelet reactivity in peripheral arterial occlusive disease. Platelets 9: 241-244, 1998.

60. Weiss HJ, Turitto VT, Baumgartner HR Platelet adhesion and thrombus formation on subendothelium in platelets deficient in glycoproteins Ilb-IIIa and storage organelles. Blood 67: 322-331, 1986.

61. Ruckenstein E, Marmur A, Rakower SR. Sedimentation and adhesion of platelets onto a horizontal glass surface. Thromb Haemost (Stuttgart) 36: 334-342, 1976.

62. Ruckenstein E, Srinivasan R. Comments on cell adhesion to biomaterial surface: The origin of saturation in platelet deposition is it kinetic or thermodynamic? J Biomed Mater Res 16: 169-172, 1982.

63. Srinivasan R, Ruckenstein E. Kinetically caused saturation in the depositions of platelets or cells. J Colloid Interface Sci 79: 390-398, 1981.

64. Neumann AW, Hum OS, Francis DW, Zingg W, van Oss CJ. Kinetic and thermodynamic aspects of platelet adhesion from suspension to various substrates. J Biomed Mater Res 14:499-509, 1980.

65. Neumann AW, Hope CJ, Ward CA, Herbert MA, Dunn GW, Zingg W. The role of surface thermodynamics in thromboresistance of biomaterials. J Biomed Mater Res 9: 127142,1975.

66. Neumann AW, Good RJ, Hope CJ, Sejpal M. An equation-of-state approach to determine surface tensions of low-energy solids from contact angles. J Colloid Interface Sci 49: 291304, 1974.

67. Neumann AW, Francis DW, Zingg W, van Oss CJ, Absolom DR. Comments on the origin of platelet deposition and on cell adhesion to biomaterial surface. J Biomed Mater Res 17: 375-381, 1983.

68. Turitto VT, Baumgartner HR. Platelet deposition on subendothelium exposed to flowing blood: mathematical analysis of physical parameters. Trans Am Soc Artif Intern Organs 21: 593-601, 1975.

69. Turitto VT, Muggli R, Baumgartner HR. Physical factors influencing platelet deposition on subendothelium: importance of blood shear rate. Ann N Y Acad Sci 283: 284-292, 1977.

70. Strong AB, Stubley GD, Chang G, Absolom DR. Theoretical and experimental analysis of cellular adhesion to polymer surfaces. J Biomed Mater Res 21: 1039-1055, 1987.

71. Sorensen EN, Burgreen GW, Wagner WR, Antaki JF. Computational simulation of platelet deposition and activation: I. Model development and properties. Ann Biomed Eng 27: 436-448, 1999.

72. Sorensen EN, Burgreen GW, Wagner WR, Antaki JF. Computational simulation of platelet deposition and activation: II. Results for poiseuille flow over collagen. Ann Biomed Eng 27: 449-458, 1999.

73. Gemmell CH. Flow cytometric evaluation of material-induced platelet and complement activation. J Biomater Sei Polym Ed 11:1197-1210, 2000.

74. Poot A, Beugeling T, Cazenave JP, Bantjes A, Aken WJ. Platelet deposition in a capillary perfusion model: quantitative and morphological aspects. Biomaterials 9: 126-132, 1988.

75. Pelzer H, Heimburger N. Evaluation of the in vitro and ex vivo blood compatibility of primary reference materials. J Biomed Mater Res 20: 1401-1409, 1986.

76. Seifert B, Romaniuk P, Groth T. Covalent immobilization of hirudin improves the hemo-compatibility of polyactidepolyglycolide in vitro. Biomaterials 18: 1495-1502, 1997.

77. Brynda E, Houska M, Jirouskovä M, Dyr JE. Albumin and heparin multilayer coatings for blood-contacting medical devices. J Biomed Mater Res 51: 249-257, 2000.

78. Dadsetan M, Mirzadeh H, Sharifi-Sanjani N, Salehian P. In vitro studies of platelet adhesion on laser-treated polyethylene terephtalate surface. J Biomed Mater Res 54: 540-546, 2001.

79. Ito Y, Sisido M, Imanishi Y. Platelet adhesion onto protein-coated and uncoated poly-etherurethaneurea having tertiary aminogroups in the substituents and its derivatives. J Biomed Mater Res 23: 191-206, 1989.

80. McClung WG, Feuerstein IA. Epifluorescent video microscopy (EVM) for platelet-biomaterial interactions: Elimination of photoactivation and dye effects. Biomaterials 13: 871-877, 1992.

81. Frank RD, Dresbach H, Thelen H, Sieberth H-G. Glutaraldehyde induced fluorescence technique (GIFT): A new method for the imaging of platelet adhesion on biomaterials. J BiomedMater Res 52: 374-381, 2000.

82. Park К, Mao FW, Park H. Morphological characterization of surface-induced platelet activation. Biomaterials 11: 24-31, 1990.

83. Sevastianov VI, Belomestnaya ZM, Zimin NK: In vitro assessment of the hemocompati-ble properties of polymers. Artificial Organs 7: 126-133, 1983.

84. Metzler V, Bienert H, Lehmann T, Mottaghy K, Spitzer K. A novel method for quantifying shape deformation applied to biocompatibilirty testing. ASAIOJ45: 264-271, 1999.

85. Васин CJI, Титушкин ИА, Прокопенко PA, Розанова ИБ, Севастьянов ВИ. Методика получения и цифровой обработки изображений адгезированных клеток. Медицинская техника 1: 6-9, 1998.

86. Sheppard JI, McClung WG, Feurstein IA. Adherent platelet morphology on adsorbed fibrinogen: effects of protein incubation time and albumin addition. J Biomed Mater Res 28: 1175-1186, 1994.

87. Titushkin IA, Vasin SL, Rozanova IB, Pokidysheva EN, Alekhin AP, Sevastianov VI. Carbon-coated polyethylene: effect of surface energetics and topography on human platelet adhesion. ASAIO J 47: 11-17, 2001.

88. Balasubramanian V, Slack SM. Effects of fibrinogen residence time and shear rate on the morphology and procoagulant activity of human platelets adherent to polymeric biomaterials. ASAIO J AT: 354-360, 2001.

89. Baumgartner HR, Turitto V, Weiss HJ. Effect of shear rate on platelet interaction with subendothelium in citrated and native blood. II. Relationships among platelet adhesion, thrombus dimensions, and fibrin formation. J Lab Clin Med 95: 208-211, 1980.

90. Беломестная ЗМ. Оценка тромборезистентных свойств полимерных материалов для искусственных органов ин витро. Диссертация на соискание ученой степени канди-дита биологических наук. Москва, 1988.

91. Baier RE. The organization of blood components near interfaces. Ann N Y Acad Sci 283: 17-36, 1977.

92. Zingg W, Hum OS, Moscarello MA, Neumann AW. Thermodynamics of platelet adhesion. In: Hastings GW, Williams DF, eds. Mechanical properties of biomaterials. Chichester: John Wiley @ Sons Ltd.; 1980. p 541-546.

93. Predecki P, Life L, Rassel PA. Measurement of the activation time for platelet adhesion to foreign surfaces. JBiomed Mater Res 14: 417-426, 1980.

94. Baier RE, DePalma VA, Goupil DW, and Cohen E. Human platelet spreading on substrata of known surface chemistry. J Biomed Mater Res 19: 1157-1167, 1985.

95. Absolom DR, Neumann AW, Zingg W, and van Oss CJ, Trans Am Soc Artif Intern Organs 25:152-158, 1979.

96. Andrade JD, editor. Surface and interfacial aspects of biomedical polymers. New York: Plenum Press; 1985. Vol. 1, 2.

97. Gerson DF. Interfacial free energies of cells and polymers in aqueous media. In: Mittal KL, editor. Physicochemical Aspects of Polymer Surfaces. New York: Plenum Press; 1983.p 229-239.

98. Janczuk B, Bialopiotrowicz T. Surface free-energy components of liquids and low energy solids and contact angles. J Colloid Interface Sci 127: 189-205, 1989.

99. R.E.Baier and R.C.Dutton, Initial events in the interaction of blood with a foreign surface. J Biomed Mater Res 3: 191-206, 1969.

100. Nyilas E, Morton WA, Lederman DM, Chiu TH, Cumming RD. Interdependence of hemodynamic and surface parameters in thrombosis. Trans Am Soc Artif Intern Organs 21: 55-70, 1975.

101. Ruckenstein E, Gourisankar SV. A surface energetic criterion of blood compatibility of foreign surfaces. J Colloid Interface Sci 101: 436 -451, 1984.

102. Sevastianov VI. Role of protein adsorption in blood compatibility of polymers. CRC Crit Rev Biocompat 4: 109-154, 1988.

103. Coleman DL, Gregonis DE, Andrade JD. Blood-materials interactions: the minimal interfacial free energy and optimum polar/apolar ratio hypotheses. J Biomed Mater Res 16: 381-398, 1982.

104. Curtis ASG and Clark P. The effects of topographic and mechanical properties of materials on cell behaviour. CRC Crit Rev Biocompat 5: 343-362, 1990.

105. Lampin M, Warocquier-Clerout R, Legris C, Degrange M, Sigot-Luizard MF. Correlation between substratum roughness and wettability, cell adhesion, and cell migration. J Biomed Mater Res 36: 99-108, 1997.

106. Evans MDM, Dalton В A, Steele JG. Persistent adhesion of epithelial tissue is sensitive to polymer topography. J Biomed Mater Res 46: 485-493, 1999.

107. Anselme K, Bigerelle M, Noel B, Dufresne E, Judas D, lost A, Hardouin P. Qualitative and quantitative study of human osteoblast adhesion on materials with various surface roughness. J Biomed Mater Res 49: 155-166, 2000.

108. Curtis ASG, Varde M. Control of cell behavior: topological factors. J Natl Cancer Inst 33: 15-25, 1964.

109. Титушкин ИА, Васин СJI, Алёхин АП, Розанова ИБ, Исаев ВИ, Севастьянов ВИ Влияние структурных и энергетических свойств углеродных покрытий на адгезию тромбоцитов человека. Перспективные материалы 5: 43-51, 1999.

110. Ranucci CS, Moghe PV. Substrate microtopography can enhance cell adhesive and migratory responsiveness to matrix ligand density. J Biomed Mater Res 54: 149-161, 2001.

111. Zingg W, Neumann AW, Strong AB, Hum OS, Absolom DR. Effect of surface roughness on platelet adhesion under static and under flow conditions. Can J Surg 25: 16-19, 1982.

112. Merrill EW. Properties of materials affecting the behavior of blood at their interfaces. Ann N YAcadSci 283: 6-16, 1977.

113. Neumann AW, Moscarello MA, Zingg W, Hum OS, Chung SK, J. Platelet adhesion from human blood to bare and protein-coated polymer surfaces. J Polym Sci Polym Symp 66:391-398, 1979.

114. Goodman SL, Cooper SL, Albrecht RM. The effects of substrate-adsorbed albumin on platelet spreading. J Biomater Sci Polym Ed 2: 147-159, 1991.

115. Tsai WB, Grunkemeier JM, Horbett TA. Human plasma fibrinogen adsorption and platelet adhesion to polystyrene. JBiomedMater Res 44: 130-139, 1999.

116. Brynda E, Houska M, Jirouskova M, Dyr JE. Albumin and heparin multylayer coating for blood-contacting medical devices. JBiomed Mater Res 51: 249-257, 2000.

117. Bos GW, Scharenborg, Poot AA, Engbers GHM, Beugeling T, Aken WG, Feijen J. Blood compatibility of surfaces with immobilized albumin-heparin conjugate and effect of endothelial cell seeding on platelet adhesion. J Biomed Mater Res Al: 279-291, 1999.

118. Amiji M, Park H, Park K. Study on the prevention of surface-induced platelet activation by albumin coating. J Biomater Sci Polym Ed 3: 375-88, 1992.

119. Nemets E., Sevastianov V. The interaction of heparinized biomaterials with human serum, albumin, fibrinogen, antithrombin III and platelets. Artificial Organs 15: 381-385, 1991.

120. Cho CS, Kotaka T, Akaike T. Cell adhesion onto block copolymer Langmuir-Blodgett films. J Biomed Mater Res 27: 199-206, 1993.

121. Shimada M, Miyahara M, Tahara H, Shinohara I, Okano T, Kataoka K, Sakurai Y. Synthesis of 2-hydroxyethyI methacrylate-dimethylsiloxane block copolymers and their ability to suppress blood platelet aggregation. Polym J15: 649-659 1983.

122. Okano T, Nishiyama S, Shinohara I, Akaike T, Sakurai Y, Kataoka K, Tsuruta T. Effect of hydrophilic and hydrophobic microdomains on mode of interaction between block copolymers and blood platelets. JBiomed Mater Res 15: 393-402, 1981.

123. Okano T, Nishiyama S, Shinohara I, Akaike T, Sakurai Y. Interaction between plasma protein and microphase separated structure of copolymer. Polym «710: 223-228, 1978.

124. Okano T, Kataoka K, Sakurai Y, Shimada M, Miyahara M, Akaike T, Shinohara I. Molecular design of block and graft copolymers having the ability to suppress platelet adhesion. Artif Organs, 5 (Suppl): 468-470, 1981.

125. Edidin M. Lipid microdomains in cell surface membranes. Curr Opin Struct Biol 7: 528532,1997.

126. Hakomori S, Yamamura S, Handa AK. Signal transudation through glyco(sphingo)lipids. Introduction and recent studies on glyco(sphingo)lipid-enriched microdomains. Ann NY Acad Sci 845: 1-10, 1998.

127. Pytela R, et al. Platelet membrane glycoprotein Ilb/IIIa: member of a family of Arg-Gly-Asp-specific adhesion receptors. Science 231: 1559-1562, 1986.

128. Goodman SL, Albrecht RM. Correlative light and electron microscopy of platelet adhesion and fibrinogen receptor expression using colloidal-gold labeling. Scanning Microsc 1: 727-734, 1987.

129. Franco M, Nealey PF, Campbell S, Teixeira AI, Murphy CJ. Adhesion and proliferation of corneal epithelial cells on self-assembled monolayers. J Biomed Mater Res 52: 261269, 2000.

130. Mrksich M, Whitesides GM. Using self-assembled monolayers to understand the interactions of man-made surfaces with proteins and cells. Annu Rev Biophys Biomol Struct 25: 55-78, 1997.

131. Vogler EA, Graper JC, Harper GR, Sugg HW, Lander LM, Brittain WJ. Contact activation of the plasma coagulation cascade. I. Procoagulant surface chemistry and energy. J Biomed Mater Res 29: 1005-1016, 1995.

132. Tremsina YS, Sevastianov VI, Petrash S, Dando W, Foster MD. Competitive adsorption of human serum albumin and gamma-globulin from a binary protein mixture onto hexa-decyltrichlorosilane coated glass. JBiomater Sci Polym Ed 9: 151-161, 1998.

133. Petrash S, Sheller NB, Dando W, Foster MD. Variation in tenacity of protein adsorption on self-assembled monolayers with monolayer order as observed by X-ray reflectivity. Langmuuir 13: 1881-1883, 1997.

134. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Москва: Мир; 1979.

135. Janczuk В, Bialopiotrowicz Т. The components of surface tension of liquids and their usefulness in determinations of surface free energy of solids. J Colloid Interface Sci 127: 59-66, 1989.

136. Extrand CW, Kumagai Y. An experimental study of contact angle hysteresis. J Colloid Interface Sci 191: 378-383, 1997.

137. Уикли Б. Электронная микроскопия для начинающих. Москва: Мир; 1975.

138. Эмануэль НМ, Кнорре ДГ. Курс химической кинетики. Москва: Высшая школа; 1969.

139. Ivarsson В, Lundstrom I. Physical characterization of protein adsorption on metal and metaloxide surfaces. CRC Crit Rev Biocompat 2: 1-96, 1986.

140. Wojciechowski PW, Brash JL. A computer simulation for the study of macromolecular adsorption with special applications to single-component protein adsorption. J Colloid Interface Sci 140: 239-252, 1990.

141. Goldsmith HL, Turitto VT. Rheological aspects of thrombosis and haemostasis: Basic principles and applications. ICTH Report, Subcommittee on Thrombosis and Haemostasis. Thromb Haemost 55: 415-435, 1986.

142. Zaikov GE, Iordanskii AL, Markin VS. Diffusion of electrolytes in polymers. In: CRHI de Jonge, editor. New concepts in polymer science. Utrecht, Netherlands: VCP; 1988. p 290-314.

143. Имаи Ё. Биомедицинские материалы, совместимые с кровью. В кн.: Биополимеры. Под ред. Иманиси Ю. Москва: Мир; 1988. Стр. 479-481.

144. Adams GA, Brown SJ, Mclntire LV, Eskin SG, Martin RR. Kinetics of platelet adhesion and thrombus formation. Blood62: 69-74, 1983.

145. Ulman A. An introduction to ultrathin organic films: from Langmuir-Blodgett to self-assembly. San Diego, CA: Academic Press; 1991.

146. Margel S, Vogler EA, Firment L, Watt t, Haynie S, Sogah DY. Peptide, protein, and cellular interactions with self-assembled monolayer model surfaces. J Biomed Mater Res 27: 1463-1476, 1993.

147. Lewandowska K, Pergament E, Sukenik CN, Culp LA. Cell-type-specific adhesion mechanisms mediated by fibronectin adsorbed to chemically derivatized substrata. J BiomedMater Res 26: 1343-1363, 1992.

148. Thomas CH, McFarland C, Jenkins ML, Rezania A, Steele JG, Healy KE. The role of vitronectin in the attachment and spatial distribution of bone-derived cells on materials with patterned surface chemistry. J Biomed Mater Res 37: 81-93, 1997.

149. Scotchford CA, Cooper E, Leggett GJ, Downes S. Growth of human osteoblast-like cells on alkanethiol on gold self-assembled monolayers: The effect of surface chemistry. J Biomed Mater Res 41: 431-454, 1998.

150. Wachem PB, Beugeling T, Mallens BWL, Dekker A, Feijen J, Bantjes A, van Aken WG. Deposition of endothelium fibronectin on polymeric surfaces. Biomaterials 9: 121-123, 1988.

151. McAuslan BR, Johnson G. Cell responses to biomaterials: Adhesion and growth of vascular endothelium cells on poly(hydroxyethyl methacrylate) following surface modification by hydrolytic etching. J Biomed Mater Res 21: 921-935, 1987.

152. Haubold AD. Blood/carbon interactions. ASAIOJ6: 88-92, 1983.

153. Haubold AD. Carbon in prosthetics. Ann N YAcadSci 283: 383-395, 1977.

154. Bellanda M, Cassinelly C, Morra M: Reduced plaque accumulation on hydrocarbon thin film deposited on restorative acrylic polymers. J Biomed Mater Res 36: 216-222, 1997.

155. Guseva MB, Babaev VG, Kudryavtsev YP, Alexandrov AF, Khvostov VV. New medical material based on metastable form of carbon. Diamond and Related Materials 4: 11421144,1995.

156. Alanazi A, Nojiri C, Kido T, Noguchi T, Ohgoe Y, Matsuda T, Hirakuru K, Funakubo A, Sakai K, Fukui Y. Engineering analysis of dimond-like carbon-coated polymeric materials for biomedical application. Artif Organs, 24: 624-627, 2000.

157. Feng L, Andrade JD. Surface atomic and domain structure of biomedical carbons observed by scanning tunneling microscopy. J Biomed Mater Res 27: 177-182, 1993.

158. Sharma CP. LTI carbons: blood compatibility. J Colloid Interface Sci 97: 585-596, 1984.

159. Chiu TH, Nyilas E, Turcotte LR, Microcalorimetric and electrophoretic studies of proteins from plasma. ASAIO Trans 24: 389-402, 1978.106

160. Andrade JD, Nagaoka S, Cooper S, Okano T, Kim SW. Surfaces and blood compatibility. ASAIOJm 75-84, 1987.

161. Алехин АП. Физико-химические основы субмикронной технологии. Москва: Изд. МИФИ; 1996.

162. Лясников ВН, Новак ЮМ. Плазменное напыление полимерных материалов. Обзоры по электронной технике. Сер. 7, Технология, организация производства и оборудование. Москва: ЦНИИ "Электроника"; 1991.

163. Allen М, Муег В, Rushton N. In vitro and In vivo investigations into the biocompatibil-ity of diamond-like carbon (DLC) coatings for orthopedic applications. J Biomed Mater Res 58: 319-328,2001.

164. Hoffman A.S. Gas-charge techniques for biomaterials modification. CRC Crit Rev Bio-compat 4: 1-42, 1987.