El contacto de un material extraño con la sangre implica un tipo particular de respuesta por parte del cuerpo. Esta respuesta es de considerable importancia dado que la mayoría de los dispositivos biomédicos implantados en el cuerpo humano entran en contacto directo con la sangre; en consecuencia, los materiales utilizados deben poseer requisitos específicos de biocompatibilidad definidos como hemocompatibilidad. Si se ponen en contacto con sangre, los materiales con poca o ninguna compatibilidad sanguínea pueden causar daños al cuerpo tanto a nivel local como sistémico. El principal daño que se produce en estos casos es la coagulación de la sangre que, como se sabe, consiste en su solidificación parcial o total. Los coágulos así formados se dividen en trombos y émbolos; los primeros son coágulos que permanecen adheridos al área de origen, mientras que los segundos son coágulos que son transportados por el torrente sanguíneo. El émbolo, que se origina en una pared arterial, puede empujarse hacia vasos de menor calibre, ocluyéndolos y bloqueando así el flujo de sangre a las áreas periféricas: esto puede conducir a la necrosis de los tejidos que ya no reciben sangre. Otros daños resultantes de una mala compatibilidad sanguínea pueden afectar las proteínas, las enzimas y la parte corpuscular de la sangre. Los ejemplos típicos están representados por la hemólisis, es decir, la descomposición de los glóbulos rojos y la inducción de la liberación de plaquetas. La reacción fundamental que conduce a la coagulación de la sangre es la conversión de fibrinógeno, una proteína contenida en la sangre, en fibrina, por la enzima trombina. La fibrina es una proteína que forma una densa red de filamentos insolubles en la que quedan atrapados los glóbulos rojos, las plaquetas y el plasma. Hay dos mecanismos diferentes de coagulación de la sangre, llamados vía extrínseca y vía intrínseca. La vía extrínseca se activa directamente por daño tisular, lo que provoca la liberación de tromboplastina. En cambio, la vía intrínseca es causada por el contacto de la sangre con una superficie que lleva una carga negativa. La vía intrínseca también puede tener lugar fuera del cuerpo, por ejemplo, cuando la sangre entra en contacto con una superficie cargada negativamente como el vidrio. Tanto la tromboplastina como las superficies cargadas negativamente activan el proceso de coagulación al convertir la protrombina en trombina, que es la fase común de los dos mecanismos. Hay varias características de la superficie de un material que afectan su compatibilidad con la sangre, como la rugosidad, la humectabilidad y la carga superficial. De hecho, se ha observado que la sangre se coagula más fácilmente en superficies rugosas que en superficies lisas y en superficies hidrófobas en lugar de hidrófilas. El efecto trombótico causado por las superficies rugosas probablemente se deba a la mayor área que exponen a la sangre en comparación con una superficie lisa. Por tanto, las superficies de los materiales que se utilizan en contacto con la sangre quedan perfectamente alisadas. Esto, además de prevenir la coagulación, puede facilitar que los coágulos se desprendan inmediatamente después de su formación, cuando aún son microscópicos, evitando así que alcancen dimensiones peligrosas. Los materiales típicos, que después de un procesamiento adecuado tienen una superficie muy lisa que los hace poco trombogénicos, son las aleaciones metálicas como el acero inoxidable, el vidrio y los polímeros como el PMMA y el polietileno. Un caso muy especial es el que implica el uso de materiales trombogénicos de superficie rugosa, para favorecer la coagulación de la sangre en los intersticios porosos. Los tejidos de fibra polimérica utilizados en la construcción de prótesis vasculares son un ejemplo de estos materiales. Su uso evita la salida inicial de sangre de la prótesis y permite el posterior crecimiento de tejido endotelial dentro de la prótesis. Los metales y las cerámicas no tienen carga superficial intrínseca, mientras que los polímeros tienen cargas superficiales que dependen del tipo de grupos funcionales presentes. Se han desarrollado varios métodos para obtener nuevos materiales no trombogénicos o para mejorar la trombogenicidad de los conocidos. En particular, se intentó utilizar materiales con superficies inertes tales como poli (metacrilato de 2-hidroxietilo) e hidrogeles de poliacrilamida, libres de grupos cargados negativamente. Sin embargo, estos tipos de recubrimientos tienden a ser eliminados por el torrente sanguíneo. Finalmente, se utilizaron diversas moléculas de origen biológico para cubrir la superficie de los materiales, con el fin de descomponer las características trombogénicas. Estos incluyen heparina, albúmina y colágeno desnaturalizado, conocidos por su acción anticoagulante.