一种抗凝血生物材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及改性生物材料及其制备方法，尤其涉及一种抗凝血生物材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]生物材料是一类具有特殊性能、特殊功能，用于人工器官、外科修复、诊断、检查、治疗疾病等医疗、保健领域而对人体组织、血液不会产生不良影响的材料。作为生物材料，必须具有良好的生物相容性，它包括血液相容性和组织相容性。其中，血液相容性对生物材料的要求较组织相容性更为苛刻。
[0003]对于与血液接触的器件，例如体外循环装置、介入治疗系统、人工血管和人工心脏等人造脏器等，血液相容性尤为重要。这些器件和相关材料与血液接触时会诱导蛋白质的吸附或凝血因子在材料表面的活化，导致纤维蛋白凝胶的生成和血小板血栓的形成，最终导致血液凝固。
[0004]目前，人们主要通过合成新型抗凝血材料和对现有材料的表面进行改性，制备具有良好抗凝血性的生物材料。由于现有的各种生物材料通常具有良好的物理机械性能和较低的价格，并已被广泛地应用在各类生物医用装置中，因此通过对现有材料进行表面改性，在维持材料良好物理机械性能的基础上，改善材料的抗凝血性，是一种经济有效的方式。人们主要通过表面化学接枝、表面光化学接枝、等离子体处理等技术方法，调节材料表面的电荷、亲疏水性或在材料表面接枝生物活性大分子，来改善材料的抗凝血性，并取得了较好的成果。然而，这些表面改性手段普遍存在着溶剂毒性、制备过程复杂、可调控能力差等弱点，不仅大大限制了材料表面的可设计性，而且无法实现对具有复杂几何外形的医用装置的修饰，不能满足医用装置飞速发展的需要。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种抗凝血生物材料及其制备方法，制备方法简单，无溶剂毒性，具有环境友好性，制备得到的抗凝血生物材料具有良好的抗凝血性。
[0006]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种抗凝血生物材料，包括材料本体及涂层，所述涂层形成于所述材料本体的表面，所述涂层由带正电荷的聚电解质和带负电荷的聚电解质交替吸附形成。
[0007]上述的抗凝血生物材料，其中，所述交替吸附的带正电荷的聚电解质和带负电荷的聚电解质通过交联剂交联结合在一起。
[0008]上述的抗凝血生物材料，其中，所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、戊二醛或高碘酸。
[0009]上述的抗凝血生物材料，其中，所述材料本体为聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、醋酸纤维素、聚醚砜或聚氯乙烯。
[0010]上述的抗凝血生物材料，其中，所述带正电荷的聚电解质为血清蛋白、人纤维蛋白原、抗人绒毛膜促性腺激素、胶原蛋白、卵清蛋白、豆清蛋白或乳清蛋白。
[0011 ] 上述的抗凝血生物材料，其中，所述带负电荷的聚电解质为肝素钠、水蛭素、海藻酸钠或葡聚糖硫酸酯。
[0012]本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种抗凝血生物材料的制备方法，包括如下步骤:a)提供所述生物材料的材料本体；b)在所述材料本体的表面交替吸附带正电荷的聚电解质和带负电荷的聚电解质形成涂层，得到抗凝血生物材料。
[0013]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，还包括通过交联剂使所述带正电荷的聚电解质进行交联反应。
[0014]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述步骤b)具体过程如下:bl)配制带正电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液和带负电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液，将带正电荷的聚电解质溶液和带负电荷的聚电解质溶液分别进行超声处理；b2)在抽真空的条件下，将材料本体交替置于带正电荷的聚电解质溶液和带负电荷的聚电解溶液，在所述材料本体表面形成涂层。
[0015]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述步骤b2)包括如下过程:b21)在抽真空的条件下，将材料本体置于带正电荷的聚电解质溶液中15-30分钟，再用纯化水冲洗；b22)在抽真空的条件下，将材料本体置于带负电荷的聚电解质溶液中15-30分钟，再用纯化水冲洗，得到表面含一个双分子层的生物材料山23)重复上述步骤b21)和b22)，带正负电荷的聚电解质在材料本体的表面交替吸附多次，得到带正负电荷的聚电解质交替吸附的抗凝血生物材料。
[0016]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述带正电荷的聚电解质溶液pH值为
3.5-4.5，所述带负电荷的聚电解质的pH值为2.5-4.5。
[0017]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述步骤b23)中交替重复的次数为2-5 次。
[0018]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述将材料本体交替置于带正电荷的聚电解质溶液和带负电荷的聚电解溶液，包括:将材料本体交替浸到带正电荷的聚电解质溶液和带负电荷的聚电解溶液，或将带正电荷的聚电解质溶液和带负电荷的聚电解溶液交替循环流过材料本体的表面。
[0019]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述抽真空的真空度范围为-0.02到-0.08 ;所述超声处理的工作频率为25kHz，超声时间为2-5分钟。
[0020]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述交联过程如下:配制交联剂溶液；然后将形成涂层的生物材料置于交联剂溶液中2-18小时，最后用纯化水冲洗，得到涂层交联的抗凝血生物材料。
[0021]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述交联剂溶液的pH值为4.6-5.0。
[0022]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述交联剂为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐、戊二醛或高碘酸。
[0023]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述材料本体为聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、醋酸纤维素、聚醚砜或聚氯乙烯。
[0024]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述带正电荷的聚电解质为血清蛋白、人纤维蛋白原、抗人绒毛膜促性腺激素、胶原蛋白、卵清蛋白、豆清蛋白或乳清蛋白。
[0025]上述的抗凝血生物材料的制备方法，其中，所述带负电荷的聚电解质为肝素钠、水蛭素、海藻酸钠或葡聚糖硫酸酯。
[0026]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的抗凝血生物材料及其制备方法，通过在材料本体的表面交替吸附形成带正电荷的聚电解质和带负电荷的聚电解质涂层，改善了生物材料的抗凝血性，且本发明制备方法工艺简单，可通过简单的交替浸泡或液体循环技术实现，特别是通过交联作用，可得到较稳定的涂层结构；其次，本发明制备方法可在温和的水溶液环境下进行，无溶剂毒性，是一种环境友好的制备方法；第三，本发明制备方法对生物材料的形状结构没有特殊的要求，可在多种复杂形状结构材料表面实现；特别是本发明制备方法中聚电解质溶液经过超声处理后，聚电解质溶质分散性好，避免了聚电解质团聚现象的发生，涂层更均匀；在抽真空条件下，通过真空度的调控，可以较好的控制聚电解质溶液流动的速度。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
[0028]实施例1
[0029]I)配制带正电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液，所述带正电荷的聚电解质溶液pH值优选为3.5-4.5,含聚电解质的浓度优选为0.015mg/mL-0.15mg/ml ;配置带负电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液，所述带负电荷的聚电解质溶液的PH值优选为2.5-4.5，含聚电解质的浓度优选为0.lOmg/mL-1.00mg/mL,将带正、负电荷的聚电解质溶液分别进行超声处理；所述超声处理的工作频率优选为25kHz，超声时间优选为2-5分钟。
[0030]2)在抽真空的条件下，所述抽真空的真空度范围优选为-0.02MPa到-0.08MPa ；将生物材料的材料本体置于带正电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液中15-30分钟，再用pH值为
4.5的纯化水冲洗2分钟。
[0031]3)仍然在上述抽真空的条件下，将材料本体置于带负电荷的聚电解质柠檬酸盐溶液中15-30分钟，再用pH值为4.5的纯化水冲洗，得到表面含一个双分子层的生物材料。
[0032]4)交替重复上述步骤2)和3)，使得带正负电荷的聚电解质在材料本体表面交替吸附多次，得到带正负电荷的聚电解质交替吸附的抗凝血生物材料。交替重复的次数优选为2?5次。
[0033]5)最后，通过交联剂将所述交替吸附的带正负电荷的聚电解质进行交联反应。具体交联过程如下:首先，配制交联剂溶液；所述交联剂溶液的PH值优选为4.6-5.0 ;浓度优选为0.10mg/ml-0.50mg/mL ;然后将形成涂层的生物材料置于交联剂溶液中2-18小时,最后用纯化水冲洗5分钟，得到涂层交联的抗凝血生物材料。
[0034]在本实施例中，采用了将材料本体浸入聚电解溶液中的方法，使得带正负电荷的聚电解质在材料本体的表面，交替吸附多次，而在其它实施例中，也可以用使聚电解溶液流过材料本体表面的方法，本发明对此不作限制。
[0035]在得到经上述方法处理的抗凝血生物材料后，利用动态接触角测试仪(DCA)、甲苯胺蓝溶液分别对涂层前后的生物材料进行表征。水接触角从改性前的92.7±1度降低到78.8±1度；改性后的生物材料用甲苯胺蓝染色后变成紫色。
[0036]在以下实施例中，将结合复钙时间来表现本发明的有益效果，复钙时间实验参照文献(高等学校化学学报，2002，12，2369-2374)方法进行。从抗凝血液试验中采得的血置于含有1/10体积为0.109mol/L枸橼酸钠抗凝液的试管中，3000r/min离心lOmin，取上层液(血浆，黄色)。将预热至37°C的抗凝血浆(去钙)0.4mL加入经过涂层处理且一端封闭的聚氯乙烯管中，在37°C水沿中静置Imin后，加入已预热的0.025mol/L氯化钙溶液0.4