[发明专利]一种增强生物相容性PDMS基底的制备方法

说明书

本发明涉及生物材料的表面修饰，更具体地设计基于多巴胺与PDMS具有良好的粘附性，同时，胶原蛋白具有很好的生物相容性，它是细胞外基质的主要成分，能够促进细胞的长期增殖与分化。所以基于以上特性，首先合成多巴胺与胶原蛋白的共聚物，然后将该共聚物修饰到PDMS基底上。该方法制备的PDMS基底能够促进成纤维细胞和肌腱干细胞的增殖与粘附。并且这种经过多巴胺和胶原蛋白共聚物修饰的PDMS材料有望作为体外细胞研究的基底材料。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及探究经过多巴胺和胶原蛋白的共聚物修饰的PDMS的生物相容性。

背景技术

多巴胺（dopamine, DA, 化学结构式：C6H3(OH)2-CH2-CH2-NH2， CAS号：62-31-7）是一种神经传导物质，用来帮助细胞传送脉冲的化学物质。这种脑内分泌物和人的情欲、感觉有关，它传递兴奋及开心的信息。近年来，在生物医学及生物材料学方面广为应用。它在水溶液中很容易被溶解氧氧化，继而引发自聚交联反应，可以在几乎任何一种固体材料表面形成紧密附着的复合层。将待改进的固体材料浸润在新鲜配制的多巴胺水溶液中，即可得到表面附着聚多巴胺交联复合层的改性基底材料。

胶原蛋白（collagen， COL）是生物高分子，动物结缔组织中的主要成分，也是哺乳动物体内含量最多、分布最广的功能性蛋白，占蛋白质总量的25%～30%，某些生物体甚至高达80%以上，胶原蛋白种类较多，常见类型为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅴ型和Ⅺ型。它具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性，因此在食品、医药、组织工程、化妆品等领域获得广泛的应用。

聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS，化学结构式：（C2H6OSi)n，CAS号：9016-00-6）无色或浅黄色液体，无味，透明度高，具有耐热性、耐寒性、黏度随温度变化小、防水性、表面张力小、具有导热性，透光性好，具有优良的物理特性，比如它具有良好的透光性，便于观察；弹性好，有益于延展；同时具有穿透性，可以让CO₂、O₂等气体分子通过；背景荧光小，便于荧光观察；低毒，价廉等特性。因此在PDMS上可以实现体外培养细胞，从而观察细胞的生长情况，及其体外模拟一些复杂体内的代谢环境，这对研究生物体内细胞的作用机制具有重要的意义。

发明内容

基于胶原蛋白具有良好的生物相容性，但其在PDMS表面的粘附性不是很好。然而，多巴胺与固体表面具有牢固的粘合力。所以本文旨在用PDMS为基底，首先合成多巴胺和胶原蛋白的共聚物，然后将共聚物修饰到PDMS表面，从而增强该基底的生物相容性。

本发明的技术方案具体如下：

一种增强生物相容性PDMS基底的制备方法包括以下步骤：

(1)制备PDMS基底：首先，将弹性剂与固化剂以质量比为10:1混合配置成PDMS，搅拌均匀，然后将其倒入组织培养板中，倒入体积为0.5-1 mL，在真空干燥箱内真空除气泡1h，然后70℃加热2 h，即得到了未经任何修饰的PDMS基底；

(2)制备多巴胺和胶原蛋白(PDA/COL)的共聚物：将多巴胺加入到10-100 µg/mL的胶原蛋白溶液中得到混合液，将上述混合溶液在4℃条件下缓慢搅拌10 min, 然后在37℃环境中放置4 h，使多巴胺和胶原蛋白的共聚物凝胶化；

(3)对PDMS基底进行PDA/COL共聚物的修饰：将PDA/COL共聚物倒入PDMS基底中，置于37℃环境中，作用12 h，然后用去离子水清洗三遍，洗掉PDMS上未粘附以及粘附不牢固的共聚物，即得到促进生物相容性的PDA/COL修饰的PDMS基底。

优选的，所述步骤（2）中胶原蛋白溶液的浓度为10 µg/mL。

进一步的，所述步骤（2）中混合物溶液中多巴胺的含量为1-5 mg/mL。