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A bioinspired omniphobic surface coating on medical devices prevents thrombosis and biofouling

生物污染 涂层 纤维蛋白 血栓形成 材料科学 生物医学工程 体外 粘附 图层(电子) 表面改性 纳米技术 医学 化学 外科 复合材料 免疫学 物理化学 生物化学
作者
Daniel C. Leslie,Anna Waterhouse,Julia Hicks‐Berthet,Thomas Valentin,Alexander L. Watters,Abhishek Jain,Philseok Kim,Benjamin D. Hatton,Arthur Nedder,Kathryn Donovan,Elana H. Super,Caitlin Howell,Christopher Johnson,Thy L. Vu,Dana E Bolgen,Sami W. Rifai,Anne Hansen,Michael Aizenberg,Michael Super,Joanna Aizenberg,Donald E. Ingber
出处
期刊:Nature Biotechnology [Springer Nature]
卷期号:32 (11): 1134-1140 被引量:627
标识
DOI:10.1038/nbt.3020
摘要

A non-stick surface coating makes medical devices anti-thrombogenic and resistant to biofilm growth. Thrombosis and biofouling of extracorporeal circuits and indwelling medical devices cause significant morbidity and mortality worldwide. We apply a bioinspired, omniphobic coating to tubing and catheters and show that it completely repels blood and suppresses biofilm formation. The coating is a covalently tethered, flexible molecular layer of perfluorocarbon, which holds a thin liquid film of medical-grade perfluorocarbon on the surface. This coating prevents fibrin attachment, reduces platelet adhesion and activation, suppresses biofilm formation and is stable under blood flow in vitro. Surface-coated medical-grade tubing and catheters, assembled into arteriovenous shunts and implanted in pigs, remain patent for at least 8 h without anticoagulation. This surface-coating technology could reduce the use of anticoagulants in patients and help to prevent thrombotic occlusion and biofouling of medical devices.
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