[发明专利]一种植入式传感器表面抗污涂层的制备及应用

说明书

本发明公开了一种植入式传感器表面抗污涂层的制备及应用，属于生物医学领域。本发明的抗污涂层材料为含铁蛋白纳米载药颗粒与PVA的水凝胶涂层材料，其制备包括如下步骤：铁蛋白溶解于尿素溶液中使其解折叠，将药物加入铁蛋白‑尿素混合液中，用梯度浓度的尿素缓冲液进行透析使铁蛋白重新折叠，得到铁蛋白纳米载药颗粒；将铁蛋白纳米载药颗粒加到PVA溶液中，充分混合，利用浸润涂覆、循环冷冻‑解冻的方法，在传感器表面得到铁蛋白纳米载药颗粒‑PVA水凝胶涂层。将本发明的涂层材料对植入式传感器进行改性，能够提高其生物相容性，抑制炎症细胞的粘附、抑制传感器表面的纤维囊包裹，提高传感器在体内的长期传感性能和使用寿命。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，具体涉及一种植入式传感器表面抗污涂层的制备及应用。

背景技术

糖尿病是目前世界范围内危害人类健康的第三大疾病，动态血糖监测系统(CGMS)能实时监测糖尿病人的血糖变化，可以提供连续、全面、可靠的全天血糖信息，了解血糖波动的趋势，协助患者进行即时的血糖调节，调整治疗方案，在临床中具有广阔的应用空间。

然而，由于CGMS中的皮下植入部分(即植入式葡萄糖传感器)的生物相容性不佳，导致传感器在皮下植入后产生异物反应(foreign body response,FBR)，包括炎症反应、蛋白吸附、细胞粘附、凝血反应、形成纤维囊包裹传感器的电极等。传感器周围的生物污染(biofouling)导致电荷在电极和生物组织间的传递受到阻止，使电极的传感性能和使用精度下降，传感器的寿命减小或功能丧失。例如，德康G4Platinum代表目前CGMS业界最高水平，但其植入式传感器最多只能佩戴7天，之后必须更换新的传感器。

因此，提高植入式葡糖糖传感器表面的生物相容性，减少传感器/生物组织界面反应，对于提高传感器的使用寿命，实现长期动态血糖监测至关重要。

本发明利用铁蛋白制备包载地塞米松的纳米载药颗粒，并将该纳米颗粒与聚乙二醇的复合材料涂覆在葡萄糖传感器表面。通过铁蛋白纳米药物的控释和缓释，该涂层具有减少传感器表面的异物反应、提高传感器生物相容性和长期传感性能的作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，提供一种植入式传感器表面抗污涂层材料的制备方法，以及所述材料在植入式传感器的改性中的应用，通过本发明能够提高植入式传感器的长期生物相容性、长期传感性能和使用寿命。该涂层除了应用在植入式葡萄糖传感器表面之外，也可以推广到其他植入材料表面的生物抗污涂层的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种植入式传感器表面抗污涂层材料，为含铁蛋白纳米载药颗粒与PVA的水凝胶涂层材料，其中铁蛋白纳米载药颗粒所载药物优选为地塞米松。所述传感器包括葡萄糖传感器。

一种植入式传感器表面抗污涂层材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)铁蛋白溶解于尿素溶液中使其解折叠，将药物加入铁蛋白-尿素混合液中，用梯度浓度的尿素缓冲液进行透析使铁蛋白重新折叠，得到铁蛋白纳米载药颗粒。所述的药物优选为地塞米松。

(2)将铁蛋白纳米载药颗粒加到PVA溶液中，充分混合，利用浸润涂覆、循环冷冻-解冻的方法，在传感器表面得到铁蛋白纳米载药颗粒-PVA水凝胶涂层。

优选的，步骤(1)中，用于使铁蛋白解折叠的尿素溶液的浓度为8M的尿素水溶液；用于透析的梯度浓度的尿素缓冲液分别为7M、5M、3M、2M、1M的尿素水溶液和0M的水溶液。步骤(2)中，铁蛋白纳米载药颗粒与PVA的混合溶液中PVA的终浓度为2.5-4％(优选为3％)。

上述涂层材料可用于对植入式传感器进行改性，通过形成的生物抗污涂层以提高植入式传感器的生物相容性、传感性能和使用寿命，其应用示意图如图1所示。