【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及醫(yī)療器械表面修飾領(lǐng)域，特別是一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法和應用。
技術(shù)介紹
1、生物附著主要是指蛋白質(zhì)、細胞、微生物等在治療和診斷設(shè)備或其他醫(yī)用材料表面的非特異性吸附和粘附。生物附著會引起溶血、血栓、免疫反應、慢性炎癥、在植入器械上形成隔離囊膜、以及細菌感染和生物膜附著生長等諸多問題。
2、兩性離子聚合物因其有優(yōu)異的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著性能而廣受關(guān)注。兩性離子聚合物是一類陰陽離子基團均勻混合，且接近電中性的材料。混合離子聚合物與傳統(tǒng)兩性離子聚合物具有共同特征和抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著性能。它們都通過離子的強烈水合形成抵抗非特異性吸附的能量壁壘，獲得高效且優(yōu)異的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著能力，提高血液相容性和生物相容性。也正因為其強烈水合特征，該類聚合物呈現(xiàn)強親水性，使得在醫(yī)療器械表面很難形成穩(wěn)定而且低缺陷的涂層。特別是，對于制備具有高效抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著性能，低脫落風險的超薄該類強親水聚合物涂層變得尤其困難。
3、常用該類強親水聚合物涂層的制備方法主要分“grafting-from”和“grafting-to”二大類，“grafting-from”是從表面生長聚合物的方法，具有表面聚合物層致密，缺陷少的優(yōu)點，但是現(xiàn)有方法依賴溶液中的聚合反應，帶來了耗費大量單體和溶劑，反應步驟繁復，條件苛刻，還引入較難去除的催化劑等問題，使得基于“grafting-from”的低成本規(guī)模化生產(chǎn)非常困難。因此，基于含錨定功能基團的
4、因此，研究高效、附著穩(wěn)定、材料適應面廣的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著涂層制備方法具有重要意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于此，本專利技術(shù)提出一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)(pecvd)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法及應用。該制備方法能夠在常壓環(huán)境下在基底表面快速修飾穩(wěn)定的抗蛋白質(zhì)非特異性吸附超薄涂層，所述被修飾表面的抗蛋白質(zhì)非特異性吸附能力是指相對于組織培養(yǎng)聚苯乙烯(tcps)片單位面積吸附量的20％以下，最低相對吸附量可小于1％；所述快速修飾指修飾時間≤300s，最低修飾時間僅需10s；所述超薄涂層厚度可以小于200nm，并與基底表面形成共價鍵。
2、本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，該方法以提供正負電荷的有機單體為原料，采用常壓低溫等離子體工藝，引發(fā)有機單體的自由基化，之后在基底材料表面聚合，再經(jīng)活化和清洗獲得抗蛋白質(zhì)非特異性吸附涂層。
3、進一步地，制備方法工藝步驟包括如下：
4、1)清潔待涂基底材料；
5、2)配制含烯丙基酯和烯丙基胺的有機單體溶液裝入儲料瓶中；
6、3)利用壓縮載氣鼓泡通過裝有機單體溶液的儲料瓶，攜帶單體到含基底材料的反應腔；
7、4)開啟等離子體電源，調(diào)節(jié)電壓和氣流，利用電場將載氣和單體等離子化，并擴散到表面形成聚合物膜；
8、5)利用堿或酸水解方式活化，水解聚合物膜表面酯基，然后用清潔壓縮空氣吹干，并用純凈水清洗得到抗蛋白質(zhì)非特異性吸附涂層。
9、進一步地，基底材料是非水溶性含酰胺基的聚氨酯或尼龍高分子材料，基底材料用乙醇和超純水分別超聲清洗和干燥，和/或氧氣、氮氣的等離子體清潔。優(yōu)選的，乙醇和超純水分別超聲清洗時間為15min。
10、進一步地，用壓縮載氣攜帶制備抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著涂層的單體，所述載氣為氮氣和/或氬氣。
11、進一步地，所述含烯丙基酯和烯丙基胺二種單體以一定比率混和，烯丙基酯和烯丙基胺是分別提供負電荷和正電荷的有機單體，使表面有均勻混合的正負電荷，且正負電荷量基本相同；含烯丙基的酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸甲酯中的一種或多種；含烯丙基的胺為n,n-二甲基丙烯基胺、n-甲基丙烯基胺或丙烯基胺中的一種或多種。
12、進一步地，含烯丙基的酯為丙烯酸甲酯，含烯丙基的胺為n,n-二甲基丙烯基胺，氮氣為載氣時前者與后者的體積比為1：1到3：1，裝有機單體溶液的儲料瓶浸沒在冰水浴中。優(yōu)選的，氮氣為載氣時前者與后者的比率為1.7：1到2.2：1。
13、進一步地，等離子體處理功率為0.2w/cm2-0.8w/cm2，處理時間為30-120s。優(yōu)選的，處理時間為90s。
14、進一步地，氮氣載氣的流速為0.01m/min-1.8m/min。優(yōu)選的，氮氣載氣的流速為0.3m/min。
15、進一步地，等離子體處理后的基底材料，用乙醇洗滌除去未固定單體和寡聚體。
16、進一步地，水解選用無機強酸或堿水解，無機強酸包括鹽酸或硫酸，無機堿包括碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液的至少一種。優(yōu)選的用含0.1mol/l氫氧化鈉的飽和氯化鈉溶液，水解時間3小時。
17、另一方面，本專利技術(shù)還提供了一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層在血液和組織接觸的醫(yī)療器械上的應用。
18、本專利技術(shù)的有益效果：本專利技術(shù)基于常壓pecvd的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附和生物附著涂層制備技術(shù)，采用低于100度的常壓低溫等離子體工藝，引發(fā)有機單體的自由基化，之后在基底材料表面聚合，再經(jīng)活化和清洗獲得抗蛋白質(zhì)非特異性吸附涂層；利用自由基氣相擴散快的特性，不僅能在不同基材表面形成穩(wěn)定的共價連接，而且涂層均勻，適合快速的超薄涂層制備和繁雜結(jié)構(gòu)表面的修飾，并且本專利技術(shù)制備涂層能夠在溫和條件下實現(xiàn)，簡化了制備步驟，使之更易控制和工業(yè)化規(guī)模化加工，對發(fā)展具備抗非特異性蛋白質(zhì)吸附能力的醫(yī)療器械具有重要意義。經(jīng)過實驗驗證，本專利技術(shù)的混合離子聚合物涂層能有效降低基底材料表面非特異性蛋白質(zhì)吸附。
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1.一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，該方法以提供正負電荷的有機單體為原料，采用常壓低溫等離子體工藝，引發(fā)有機單體的自由基化，之后在基底材料表面聚合，再經(jīng)活化和清洗獲得抗蛋白質(zhì)非特異性吸附涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，該方法工藝步驟包括如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，基底材料是非水溶性含酰胺基的聚氨酯或尼龍高分子材料，基底材料用乙醇和超純水分別超聲清洗和干燥，和/或氧氣、氮氣的等離子體清潔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于：用壓縮載氣攜帶制備混合離子聚合物層的單體，所述載氣為氮氣和/或氬氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于：所述含烯丙基酯和
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，含烯丙基的酯為丙烯酸甲酯，含烯丙基的胺為N,N-二甲基丙烯基胺，氮氣為載氣時前者與后者的體積比為1：1到3：1，裝有機單體溶液的儲料瓶浸沒在冰水浴中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，等離子體處理功率為0.2W/cm2-0.8W/cm2，處理時間為30-120s。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，等離子體處理后的基底材料，用乙醇洗滌除去未固定單體和寡聚體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，水解選用無機強酸或堿水解，無機強酸包括鹽酸或硫酸，無機堿包括碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液的至少一種。
10.一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層在血液和組織接觸的醫(yī)療器械上的應用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，該方法以提供正負電荷的有機單體為原料，采用常壓低溫等離子體工藝，引發(fā)有機單體的自由基化，之后在基底材料表面聚合，再經(jīng)活化和清洗獲得抗蛋白質(zhì)非特異性吸附涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，該方法工藝步驟包括如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于，基底材料是非水溶性含酰胺基的聚氨酯或尼龍高分子材料，基底材料用乙醇和超純水分別超聲清洗和干燥，和/或氧氣、氮氣的等離子體清潔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于：用壓縮載氣攜帶制備混合離子聚合物層的單體，所述載氣為氮氣和/或氬氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于常壓低溫等離子增強化學氣相沉積技術(shù)的抗非特異性蛋白質(zhì)吸附涂層的制備方法，其特征在于：所述含烯丙基酯和烯丙基胺二種單體以一定比率混和，烯丙基酯和烯丙基胺是分別提供負電荷和正電荷的有機單體，使表面有均勻混合的正負電荷，且正負電荷量基本相同；含烯丙基的酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳圣福，褚成超，
申請(專利權(quán))人：浙江大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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