[发明专利]一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜制备方法

说明书

本发明公开了一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜的制备方法，该方法可用于聚合物表面改性。本发明的制备方法采用湿度可控的原位自聚合法，包括制备多巴胺‑Tris缓冲液及二氧化钛前驱体溶胶，然后将聚合物放入缓冲液中浸泡一定时间后取出置于防潮柜中预干燥一定时间控制其表面上多巴胺的聚合程度，再将前驱体溶胶旋涂在基底上并进行热处理。本发明的薄膜制备方法简单、制备环境温和，有良好的亲水性、细胞相容性，并可有效调控暴露在基板表面的二氧化钛含量，对聚合物基板表面有一定的改善，可应用于体外细胞培养、组织工程等生物医学工程领域。

技术领域

本发明属于生物医用薄膜领域，具体涉及一种表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜的制备方法，该方法可应用于聚四氟乙烯基板的表面改性。

背景技术

聚合物表面的疏水性和表面惰性限制了聚合物材料的进一步应用。以聚四氟乙烯材料为例，聚四氟乙烯是纯惰性的、有良好的物理化学性能且具有良好的生物相容性，不会引起机体的排斥的材料，在医学中有着广泛的应用，是目前人工血管替代物及隆鼻假体中的主要材料之一。但聚四氟乙烯存在着表面能低、摩擦系数小、亲水性差和生物相容性还有待提高等缺点，直接影响了其在生物相容方面的应用[Reichert J,Brückner S,BarteltH,et al.Cover Picture:Tuning Cell Adhesion on PTFE Surfaces by Laser InducedMicrostructures(Adv.Eng.Mater.12/2007)[J].Advanced Engineering Materials,2010,9(12):NA-NA.]。目前一般通过钠-萘络合物处理、高温熔融、离子束注入等方法对聚四氟乙烯进行改性[Iii H S S,Blantocas G Q,Noguera V R,et al.Low-energyhydrogen ion shower(LEHIS)treatment of polytetrafluoroethylene(PTFE)materials[J].Applied Surface Science,2008,255(5):2951-2957.]，这些方法均存在着操作复杂、危险性高、对基板损害大等缺点。因此，寻求简单有效的界面设计和修饰手段，成为PTFE材料表面改性研究的关键问题之一。

多巴胺单体是源于贻贝黏附蛋白中的一种黏附功能单元，能够自聚成膜，具有良好的粘附性，并且聚多巴胺(PDA)结构中含有大量的能够作为二级反应平台的酚羟基和胺基基团，因此能够极大的提高粘附材料表面的亲水性和生物相容性[Crisp D J,Walker G,Young G A,et al.Adhesion and substrate choice in mussels and barnacles[J].Journal of ColloidInterface Science,1985,104(1):40-50.]；二氧化钛是一种无毒的、具有良好生物相容性和化学稳定性的材料，在医学领域中被广泛的应用并且发展很快。细胞培养实验结果表明，TiO₂涂层具有良好的生物相容性[Dieudonne S C,Van denDolder J,De Ruijter J E et al.Biomaterials[J],2002,23(14):3041]，无细胞毒性。

在多巴胺的应用中，多巴胺的自聚合程度是影响其他物质在其表面黏附的牢固程度以及黏附量的重要参数。通过多巴胺可以将二氧化钛黏附于基板表面，但是目前往往采用先对基板在含多巴胺的缓冲液中进行浸泡后直接负载二氧化钛的方法对基板改性，该方法难以实现有效控制多巴胺的聚合程度，从而难以调控暴露在基板表面的二氧化钛含量，本发明在此基础上进行改进，提供一种能有效控制多巴胺自聚合程度的方法，制备得到具有不同生物学用途的复合涂层。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有良好亲水性、细胞相容性的表层二氧化钛含量可控的聚多巴胺/二氧化钛复合薄膜的制备方法，该方法可应用于聚合物表面改性，方法简便、成本低。

本发明中所述的基底为聚四氟乙烯、石英玻璃。