本发明涉及医用生物材料，尤其涉及一种医用材料及在其表面制备抗凝血涂层的方法。
背景技术：
材料的血液相容性主要由材料表面决定，抗凝血材料的制备主要是在材料上制备出具有血液相容性的表面，因此对材料表面进行改性是一种非常有效的方法，其中化学处理是一种简单而高效的处理方法。肝素是一种含磺酸基、磺胺基和羧基的天然阴离子多糖，可以通过催化血液中凝血因子和抗凝因子的复合而有效的阻抗凝血过程，是目前临床上使用最广泛的抗凝血药物。
肝素化通常是指肝素分子在生物材料上的固定化，通过肝素化可以极大的提高生物材料的生物相容性。肝素化具体包括物理吸附和化学结合两大类，化学结合通常比物理吸附具有更高的结合牢度。
medtronic的cbas涂层是目前应用较为普遍的涂层之一，但其处理过程需要使用到浓硫酸、高锰酸钾等腐蚀性较大的试剂，会对某些材料的表面进行一定程度的腐蚀，同时对操作人员及制备过程也有很高的要求，同时对部分材料例如硅胶的涂覆效果较差。同时还有层层自组装、等离子体处理、紫外接枝等方法制备的抗凝材料，但也存在着加工方法复杂、可调控性差、涂层易脱落导致持久性差等缺点。因此，需要开发一种完全采用溶液处理，无需复杂的操作步骤，同时具有高效且持久的医用抗凝血生物材料。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种医用材料及在其表面制备抗凝血涂层的方法，该方法操作简便、溶剂无毒性、仅需要简单的溶液处理即可制备抗凝效果优异的医用材料。
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在医用材料表面制备抗凝血涂层的方法，包括如下步骤：s1：将所述医用材料浸入全氟磺酸树脂溶液中，使所述医用材料的表面具有磺酸基；s2：将所述步骤s1得到的医用材料浸入多氨基化合物溶液中，使所述医用材料的表面具有包含多个氨基的伸长链；s3：将所述步骤s2得到的医用材料浸入肝素溶液中，使所述医用材料的表面具有抗凝血涂层。
优选地，所述全氟磺酸树脂溶液的质量百分比浓度为0.01％-10％。
优选地，所述步骤s1中，将所述医用材料浸入全氟磺酸树脂溶液之前，先对所述医用材料进行预处理：将所述医用材料置于有机溶剂中超声5-15分钟，取出后清洗。
优选地，所述步骤s1中，将所述医用材料从全氟磺酸树脂溶液中取出后干燥，然后清洗，使所述医用材料的表面具有磺酸基。
优选地，所述步骤s2包括：将所述步骤s1得到的医用材料浸入质量百分比浓度为0.01％-0.1％的多氨基类化合物溶液中，在20℃-40℃温度下浸泡至少1分钟后取出并清洗。
优选地，所述多氨基类化合物溶液为乙二胺、多聚赖氨酸或聚乙烯亚胺溶液。
优选地，所述步骤s3包括：将所述步骤s2得到的医用材料浸入0.1mg/ml-1g/ml的肝素溶液中搅拌反应，反应完成后取出、清洗并干燥。
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医用材料，所述医用材料的表面具有抗凝血涂层，所述抗凝血涂层由上述的方法制备形成。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的医用材料及在其表面制备抗凝血涂层的方法，首先医用材料与全氟磺酸树脂反应，使所述医用材料的表面具有磺酸基；然后带有磺酸基的医用材料与多氨基化合物通过离子键结合，使所述医用材料的表面具有包含多个氨基的伸长链；最后肝素与所述医用材料表面的氨基通过离子键或共价键结合。因此，本发明提供的医用材料及在其表面制备抗凝血涂层的方法，无需使用烈性试剂，溶剂无毒性，环境友好；无需经过高温、高压、等离子体处理、紫外光辐照等复杂的步骤，操作简单，具有很强的可操作性和可调控性，易于应用推广。而且，本发明制备的抗凝医用材料具有优异的抗凝效果，制备的抗凝医用材料全血凝血实验的凝血时间与空白样对比延长了1倍以上；同时经过30天的模拟人体使用后，其全血凝血实验的凝血时间仅有小幅度的降低，与空白样相比仍然有较大的延长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明提供一种在医用材料表面制备抗凝血涂层的方法，主要包括如下步骤：
步骤s1：将所述医用材料浸入全氟磺酸树脂溶液中，使所述医用材料的表面具有磺酸基。
所述医用材料可以为高分子生物材料或金属材料。将所述医用材料浸入全氟磺酸树脂溶液之前，还可以先对所述医用材料进行预处理：将所述医用材料置于有机溶剂中超声5-15分钟，然后用超纯水反复清洗，并置于鼓风烘箱中烘干后备用。所述有机溶剂可以根据具体的医用材料进行选择，例如可以为无水乙醇、丙酮、无水甲醇等，本发明对此不做限制。
所述全氟磺酸树脂溶液的质量百分比浓度优选为0.01％-10％，溶剂为去离子水、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇等中的一种或其组合物。所述医用材料浸入全氟磺酸树脂溶液中浸泡后与全氟磺酸树脂发生化学反应，使所述医用材料的表面形成磺酸基，磺酸基为电负性基团，可以为所述医用材料提供了氨基敏感位点。
进一步地，将全氟磺酸树脂溶液浸泡后的所述医用材料取出后干燥，然后用纯化水反复清洗后留待下一步使用。
步骤s2：将所述步骤s1得到的医用材料浸入多氨基化合物溶液中，使所述医用材料的表面具有包含多个氨基的伸长链。
配制质量百分比浓度为0.01％-0.1％的多氨基化合物溶液，将所述步骤s1得到的医用材料浸没在所述多氨基类化合物溶液中，在20℃-40℃温度下搅拌至少1分钟后取出所述医用材料，然后用纯化水将所述医用材料清洗干净。所述多氨基化合物溶液可以为乙二胺、多聚赖氨酸或聚乙烯亚胺溶液等。
所述多氨基化合物作为桥接分子，利用其分子链中众多带正电的氨基，实现一端与医用材料表面上的氨基敏感位点连接，另一端与步骤s3中肝素分子上的醇基、醛基、羧基等活性基团进行化学连接，从而将肝素接枝到医用材料表面。
步骤s3：将所述步骤s2得到的医用材料浸入肝素溶液中，使所述医用材料的表面具有抗凝血涂层。
配制0.1mg/ml-1g/ml的肝素溶液,并将所述步骤s2制得的医用材料浸没在所述肝素溶液中，在20℃-30℃温度下反应1-4小时；然后取出所述医用材料用纯化水清洗干净并在室温下自然晾干，使所述医用材料表面成功接枝互相缠绕悬浮的肝素活性分子，得到表面具有抗凝血涂层的医用材料。
实施例1
本实施例以在长宽各为5cm的eptfe膜(膨体聚四氟乙烯)表面制备肝素涂层的方法为例。
首先，将eptfe膜置于无水乙醇中超声10min，然后用超纯水清洗干净后，于鼓风烘箱中烘干后备用，鼓风机的温度设为50℃。
接着，将eptfe膜置于质量百分比浓度为0.01％的全氟磺酸树脂水溶液中浸泡，浸泡完成后取出eptfe膜并干燥，经纯化水清洗干净后，得到表面带有磺酸基的eptfe膜。将表面带有磺酸基的eptfe膜置于质量百分比浓度为0.01％的乙二胺溶液中浸泡30min，然后用纯化水将eptfe膜清洗干净，得到表面带有氨基伸长链的eptfe膜。
最后，配置浓度为0.5mg/ml的肝素溶液100ml，将上述表面带有氨基伸长链的eptfe膜浸没在肝素溶液中，在20℃下反应1h，反应完成后取出eptfe膜，用纯化水冲洗干净，并在室温下自然晾干，得到表面带有肝素涂层的eptfe膜。
实施例2
本实施例以在长宽各10cm、厚度为0.5mm的ni-ti合金表面制备肝素涂层的方法为例。
首先，将ni-ti合金置于丙酮溶液中超声10min，然后用超纯水清洗干净后，于鼓风烘箱中烘干后备用，鼓风机的温度设为50℃。
接着，将ni-ti合金置于质量百分比浓度为5％的全氟磺酸树脂乙醇溶液中浸泡，浸泡完成取出ni-ti合金并干燥，经纯化水清洗干净后，得到表面带有磺酸基的ni-ti合金。将所述表面带有磺酸基的ni-ti合金置于质量百分比浓度为0.1％的多聚赖氨酸溶液中浸泡20min，浸泡完成后用纯化水将ni-ti合金清洗干净，得到表面带有氨基伸长链的ni-ti合金。
最后，配置1mg/ml的肝素溶液100ml，将上述表面带有氨基伸长链的ni-ti合金浸没在肝素溶液中，在25℃下反应30min，反应完成后取出所述ni-ti合金用纯化水清洗干净，并在室温下自然晾干，得到表面带有肝素涂层的ni-ti合金。
实施例3
本实施例以在长宽各5cm的pet膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯)的表面制备肝素涂层的方法为例。
首先，pet膜置于无水甲醇中超声10min，然后用超纯水清洗干净后，50℃于鼓风烘箱中烘干后备用。
接着，将pet膜置于质量百分比浓度为10％的全氟磺酸树脂异丙醇溶液中浸泡，浸泡完成后取出pet膜干燥，经纯化水清洗干净后，得到表面带有磺酸基的pet膜。将所述表面带有磺酸基的pet膜置于质量百分比浓度为0.05％的乙二胺溶液中浸泡15min，浸泡完成后用纯化水将所述pet膜清洗干净，得到表面带有氨基伸长链的pet膜。
最后，配置0.1mg/ml的肝素溶液100ml，将上述表面带有氨基伸长链的pet膜浸没在所述肝素溶液中，在30℃下反应30min，反应完成后取出所述pet膜用纯化水清洗干净，并在室温下自然晾干，得到表面带有肝素涂层的pet膜。
因此，为了有效提升医用材料表面的抗凝血活性，本发明提供了一种医用材料及在其表面制备抗凝血涂层的方法，无需使用烈性试剂，溶剂无毒性，环境友好；也无需经过高温、高压、等离子体处理、紫外光辐照等复杂的步骤，操作简单，具有很强的可操作性和可调控性，易于应用推广。而且，本发明制备的抗凝医用材料具有优异的抗凝效果，制备的抗凝医用材料全血凝血实验的凝血时间与空白样对比延长了1倍以上；同时经过30天的模拟人体使用后，其全血凝血实验的凝血时间仅有小幅度的降低，与空白样相比仍然有较大的延长。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。