一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法
【专利摘要】本发明公开了一种在铜片表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，通过在铜片表面制备具有超疏水性能的纳米氧化锌薄膜，使其能够有效的降低血小板在薄膜表面的附着量并使铜片呈现出良好的抗凝血性能。本发明采用电沉积与水热法相结合的工艺来制备氧化锌薄膜，将铜片固定在电极的一端，置入前驱体溶液进行电沉积，在铜片表面制备氧化锌种子层，再用水热法，控制一定温度、时间，在一定温度下烧结后，测试其抗凝血性能。本发明生产成本低，制备方法简单，对反应设备要求低，反应条件温和，无环境污染，可大规模生产。
【专利说明】
一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法。
【背景技术】
[0002]生物材料是一类可用于动物器官和组织的修复与替换、疾病的诊断与治疗，与动物生物相容、具有特殊性能或功能的材料。抗凝血生物材料是生物材料的重要组成部分，被广泛应用于与人类血液和组织相接触的医用材料上，如血液透析系统、体外循环系统、人工心脏瓣膜、心脏起搏器、人工血管、血管支架、外科手术线和导管等。以冠状动脉和外围心血管疾病为主的动脉粥样硬化心血管疾病，是世界上死亡率最高的疾病之一。2010年，仅在美国，用于心血管疾病的费用就高达4485亿美元。抗凝血材料的市场非常庞大，并且以每年10%—20%的速率增长。因此研究氧化锌的抗凝血性有很大的意义。
【发明内容】
[0003]为了研究氧化锌薄膜表面的抗凝血性能，本发明提供了一种在铜片表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法。
[0004]本发明所采取的技术方案是:一种在铜片表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:通过配制特定浓度的硝酸锌溶液，用稳压直流电源对打磨清洗过的铜片进行电沉积，制备种子层，将样品放入反应釜中，倒入等摩尔比的Zn(NO3)2.6H20和ΝΗ3.Η20的混合溶液，在特定条件下反应一段时间后取出，进行煅烧，再测量其表面静态接触角，选取超疏水/超亲水的样品放入血小板溶液中离心，使血小板黏附在薄膜上，在扫描电镜下观察。
[0005]本发明的制备特征工艺步骤如下:
一、配制浓度为0.01mol/L至0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6出0溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在50°C至90°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10min；
二、配置浓度为0.02mol/L至0.08 mol/L的Zn(NO3)2.6出0溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η2θ，充分搅拌均匀；
三、将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中。在70°C至90°C的大气氛围中反应2 h至4 h;
四、取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉。将温度设置为200°C，保温时间为2 h;
五、取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角；
六、取5mL新鲜的人体血液，摇勾，离心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min)10 min。弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆；
七、取20uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液；
八、把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500r/min转速离心I min,用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇； 九、在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照。观察血小板的黏附数量和血小板的形态。
[0006]进一步的，所述步骤一中通过电沉积来制备种子层。
[0007]进一步的，所述步骤二中加入ΝΗ3.Η20的量为溶液恰好由混浊转变为澄清。
[0008]进一步的，所述步骤四中反应釜冷却，用大量冷水快速降温，取出样品放在200°C温度下，在空气中进行，不含有其他保护性气体。
[0009]进一步的，所述步骤五中制备出具有超未水或超疏水的样品。
[0010]进一步的，所述步骤六中将血液离心获得高浓度血小板血浆。
[0011]进一步的，所述步骤八中血小板黏附在铜片上，保护好其微观形态。
[0012]进一步的，所述步骤九中观察血小板的形态，统计血小板的数量。
[0013]本发明的优点是:(I)种子层的制备，使得氧化锌和铜片之间的黏附性很好，克服了普遍存在的氧化锌容易剥落的难题；(2)用水热法在铜片表面制备氧化锌，氧化锌分布均匀，结构稳定；(3)氧化锌是一种宽带隙半导体材料，并且具有良好生物相容性，其疏水表面使得器件不易污染，易于清洁消毒，是很有前景的抗凝血材料。(4)本发明使用的硝酸锌、氨水等都是常用原料，生产成本低，对反应设备要求低，反应条件温和，制备方法简单，无环境污染。
【附图说明】
[0014]图1为本发明氧化锌薄膜的场发射扫描电镜图；
图2为本发明血小板黏附在氧化锌薄膜上的SEM图；
图3为本发明血小板黏附数量与接触角关系的示意图。
【具体实施方式】
[0015]给出本发明的实施例并结合给出的实施例对本发明加以说明，但所给出的实施例对本发明不构成任何限制:
【具体实施方式】一:配制浓度为0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在50°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10 min;配置浓度为0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η20，充分搅拌均匀;将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中。在90°C的大气氛围中反应4 h;取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉。将温度设置为200°C，保温时间为2 h;
取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角，测得该样品表面的静态接触角为167.7°，滚动角为6.7° ;取5 mL新鲜的人体血液，摇匀，离心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min) 10 min。弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆;取20 uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液；把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min转速离心Imin，用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇。
[0016]在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照。观察血小板的黏附数量和血小板的形态，通过SEM图片估算出血小板的黏附数量为0.74 X 14个/cm2.血小板的形态也未发生改变，说明血小板并未被激活，该材料具有良好的抗凝血功能。
[0017]【具体实施方式】二:配制浓度为0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在90°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10 min;配置浓度为0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η20，充分搅拌均匀;将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中。在90°C的大气氛围中反应4 h;取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉。将温度设置为200°C，保温时间为2 h;
取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角，测得该样品表面的静态接触角为3.7° ;取5 mL新鲜的人体血液，摇匀，离心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min)10 min。弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆;取20 uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液;把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min转速离心I min,用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定Ih，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇。
[0018]在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照。观察血小板的黏附数量和血小板的形态，通过SEM图片估算出血小板的黏附数量为I.36 X 14个/cm2.血小板的形态也未发生改变，说明血小板并未被激活，该材料的抗凝血功能一般。
[0019]【具体实施方式】三:配制浓度为0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在70°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10 min;配置浓度为0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η20，充分搅拌均匀;将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中。在90°C的大气氛围中反应4 h;取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉。将温度设置为200°C，保温时间为2 h;
取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角，测得该样品表面的静态接触角为4.8° ;取5 mL新鲜的人体血液，摇勾，离心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min) 10 min。弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆;取20 uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液;把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min转速离心I min,用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇。
[0020]在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照。观察血小板的黏附数量和血小板的形态，通过SEM图片估算出血小板的黏附数量为I.48 X 14个/cm2.血小板的形态也未发生改变，说明血小板并未被激活，该材料的抗凝血功能一般。
[0021]【具体实施方式】四:配制浓度为0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在70°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10 min;配置浓度为0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η20，充分搅拌均匀;将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中。在70°C的大气氛围中反应4 h;取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉。将温度设置为200°C，保温时间为2 h;
取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角，测得该样品表面的静态接触角为25.4° ;取5 mL新鲜的人体血液，摇匀，离心(3650 r/min) 10 min。吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min) 10 min。弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆;取20 uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液;把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min转速离心I min,用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇。
[0022]在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照。观察血小板的黏附数量和血小板的形态，通过SEM图片估算出血小板的黏附数量为2.03 X 14个/cm2.血小板的形态也未发生改变，说明血小板并未被激活，该材料的抗凝血功能一般。
【主权项】
1.一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:通过电沉积法制备出具有特定阵列密度及厚度的氧化锌种子层，然后用水热法制备出具有特定微观形貌的超疏水氧化锌薄膜，证明超疏水氧化锌薄膜具有抗凝血性，按以下步骤进行: 配制浓度为0.0l 11101/1至0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，将洗净的铜片固定在电极的一端，用2 V的直流电源在50°C至90°C的电沉积液中进行电沉积，沉积时间为10 min；配置浓度为0.02 mol/L至0.08 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩尔比的ΝΗ3.Η20，充分搅拌均匀； 将有种子层的铜片放入反应釜中，再将步骤二配置好的溶液倒入反应釜中，然后把密封好的反应釜置入恒温箱中； 在70°C至90°C的条件下反应2 h至4 h； 取出反应釜待其降至室温后，将样品取出，用去离子水洗涤后放入马弗炉； 将温度设置为200°C，保温时间为2 h; 取出样品待其冷却后用接触角测量仪测量纳米氧化锌表面的静态接触角； 取5 mL新鲜的人体血液，摇勾，离心(3650 r/min)10 min； 吸取全部上清液至另一离心管，再次离心(3000 r/min)10 min； 弃去上清液的3/4，剩余液体为高浓度血小板血浆； 取20 uL高浓度血小板血浆用PH=7.4的磷酸盐缓冲液稀释20倍，得到血小板溶液；把样品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min转速离心I min,用磷酸盐缓冲液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脱水、丙酮脱醇； 在扫描电镜下观察血小板形态、聚积、变形等情况，对每个样品，随机选取3个均匀分布的区域进行拍照，发现血小板的黏附数量很少，表现出明显抗凝血性。2.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤一中通过电沉积来制备种子层。3.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤二中加入NH3.H2O的量为溶液恰好由混浊转变为澄清。4.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤四中反应釜冷却，用大量冷水快速降温，取出样品放在200°C温度下，在空气中进行，不含有其他保护性气体。5.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤五中制备出具有超疏水的氧化锌薄膜。6.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤六中将血液离心，获得高浓度血小板血浆。7.根据权利要求1所述的一种在铜表面制备抗凝血氧化锌薄膜的方法，其特征在于:所述步骤八中血小板黏附在铜片上的数量很少。
【文档编号】A61L33/00GK105970191SQ201610321992
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】彭思博, 薛名山, 王法军, 欧军飞, 李长全, 李文
【申请人】南昌航空大学