[发明专利]一种终点固定多醛基海藻酸涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子材料表面涂层技术领域，更具体地说，涉及一种利用多糖分子片段对高分子材料表面涂层进行改性的制备方法。

背景技术

生物医学材料应用面临生物相容性及血液相容性两大问题。涂层技术通过对材料表面的预改性，从而改善了生物医学材料表面的生物相容性和抗凝活性。肝素属粘多糖，分子量5000-40000，是由带负电荷的线性多糖构成的混合体，肝素最重要的性质是其抗凝血特性，肝素的抗凝活性源于它可以和生物体内的多种凝血抑制因子相互作用，通过加速或提高这些抑制因子的抗凝活性来达到抗凝血的目的，但对于抑制蛋白粘附有缺陷。其中肝素对抗凝血酶III(AT-III)的作用最重要。目前生物医学材料表面肝素固定原理可归纳为物理法和化学法。物理法即通过机械包埋、分子链之间的缠绕和渗透、被有孔材料吸附等方式将肝素固定到生物材料表面，从而达到将肝素固定化的目的。化学法即通过肝素分子链上丰富的反应性官能基团，如磺酸基、氨基、羧基等与目标材料表面上相应的可反应基团进行反应，以离子键或以共价键的方式将之固定到生物材料表面。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，为克服普通高分子材料生物相容性差、抗凝活性差、潜在毒性等缺点，利用高碘酸氧化和终点固定技术，提供了一种多醛基海藻酸钠涂层的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：

一种多醛基海藻酸钠涂层的制备方法，按照下述步骤进行：

首先，即步骤(1)，将高分子材料浸泡在高锰酸钾的硫酸溶液中，进行酸化处理，其中：

所述高分子材料可以选择医用等级的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、硅橡胶、尼龙、聚碳酸酯或者聚四氟乙烯，这些材料可用于体外血液循环管路的构建，需要对其表面进行改性以改进其与血液的相容性。

所述高锰酸钾的硫酸溶液采利用如下方式进行制备：先将高锰酸钾溶解在去离子水中混合均匀，然后缓慢向其中加入浓硫酸(质量百分数为95-98％的浓硫酸)，搅拌混合至硫酸的质量百分数达到为10％-70％即可。

将高分子材料浸泡在高锰酸钾的硫酸溶液中，进行酸化处理，主要是为了改性材料的表面性质，可以选择酸处理时间为1min-10min，常温处理，温度为20-25℃；在酸化处理过程中可采用机械或者超声搅拌的方式加强反应的强度，在酸化处理之后可使用去离子水对材料进行清洗。

步骤(2)，将经过酸化处理的材料置于聚乙烯亚胺(PEI)溶液中，反应以得到氨基化修饰的表面，其中：

所述聚乙烯亚胺(PEI)溶液的质量百分浓度为0.005％-0.5％，反应时间为10min-60min，常温处理，温度为20-25℃。

步骤(3)，使用高碘酸或者高碘酸钠氧化处理海藻酸钠，使得海藻酸片段末端暴露醛基，得到多醛基海藻酸钠，其中：

高碘酸或者高碘酸钠与海藻酸钠的重复单元的摩尔比为(1-3)∶10，氧化反应在避光条件下搅拌反应至少24小时，优选24-40小时；采用乙二醇终止反应，96wt％乙醇的水溶液进行沉淀，沉淀后抽滤、透析，-80℃冷冻干燥，得到多醛基海藻酸钠。

步骤(4)，配置多醛基海藻酸钠的反应液(水溶液)，将氨基化修饰表面的材料置于反应液中，通过终点固定法得到多醛基海藻酸钠的涂层，其中：

所述多醛基海藻酸钠的反应液为水溶液，其中多醛基海藻酸钠0.05-2mg/mL，NaCl0.15-0.55mol/L，氰基硼氢化钠0.01-0.1mg/mL；反应温度为30℃-60℃，优选40-50℃；反应时间至少2小时，优选2-6小时。

本发明所提供的技术方案采用终点固定多醛基海藻酸涂层，由聚乙烯亚胺、多醛基海藻酸钠组成，天然毒性低、来源丰富成本低，在室温下可长期储存，且涂层中海藻酸钠集团固定在材料的表面，增大与血液接触的面积和或机会，有效发挥海藻酸钠的性质。高碘酸氧化反应温和、重复性好；终点固定法实施方便，终点固定的多醛基海藻酸钠结合牢固，空间构象好，能有效增加高分子材料表面的生物相容性和抗凝活性。在生物医学材料领域，如体外循环管路、动脉滤器、动静脉插管等具有广阔的应用前景和较高的实用价值，能有效的降低医疗成本，减轻病人经济负担。

附图说明

图1多醛基海藻酸钠的制备原理示意图。

图2本发明的制备方法的示意图，其中OSA代表海藻酸钠。

图3聚氯乙烯(PVC)和带PEI涂层的PVC的红外光谱图，其中a为未经处理的PVC，b为带PEI涂层的PVC。