[发明专利]一种利用石墨烯包覆层改善生物材料及器械血液相容性的方法

说明书

本发明公开了一种利用石墨烯包覆层改善与血液相接触的生物材料及器械血液相容性方法。本发明要求保护石墨烯或石墨烯包覆层在提高生物材料和/或器械的血液相容性中的应用。本发明还要求保护一种提高生物材料和/或器械的血液相容性的方法，该方法包括：在所述生物材料和/或器械的表面制备石墨烯包覆层。由于石墨烯具有很好的柔性，因此石墨烯可以有效全部覆盖生物材料或器械表面，可以改善原本生物材料或器械的血液相容性，因此不会对生物组织造成额外负担。由于石墨烯的高度不渗透性和化学惰性，同时石墨烯还具有较好的机械性能可以有效提高生物材料或器械的生物安全性和相容性。

技术领域

本发明属于生物医学材料领域，涉及一种利用石墨烯包覆层改善生物材料及器械血液相容性的方法。

背景技术

具有血液相容性的生物材料在诊断与治疗心血管疾病及其他需要采集输送血液的疾病中具有重要意义。在医疗诊断过程中通常需要借助于外部接入器械或植入器械与血液接触，如：血液采集器械、延长器、血液及血制品贮存和输入器械、心血管介入器械、人工血管、血管支架、人工心脏、心脏起搏器、导管、导线、血管镜等。这类器械除了要考虑材料本身的机械性能外，还必须要考虑材料的血液相容性。目前提高生物材料的血液相容性可分为两种途径：表面涂覆一层血液相容性较好的生物材料薄膜；表面嫁接具有生物活性的抗凝基团如细胞、分子和蛋白等。其中基于碳材料作为涂覆层用来提高生物材料的血液相容性已经有30多年的实验研究和临床应用，如热解碳、类金刚石、石墨、碳纳米管等。碳材料之所以得到如此广泛的应用除了其本身具有良好的血液相容性，其在机械性能方面也表现出较高的硬度、较低的摩擦系数，从而促进了其与基底材料的相互作用和减少了对生物组织的损伤。然而以类金刚石为代表的碳材料涂覆层在临床应用中也面临着机械性能与血液相容性相互制约和涂覆层容易脱落等缺陷。因此一种性能优于类金刚石等涂覆层材料需要被挖掘。

石墨烯是近几年来发展比较迅速的一种二维碳材料，在碳材料家族中具有诸多显著的优良性质：厚度只有一个单原子层厚(0.335nm)、强度和硬度比金刚石还高、弹性形变可达20％、单层石墨烯对全波长光的吸收只有2.3％、高度不渗透性(只有质子可穿透)、还具有很好的导电导热性质。因此，以石墨烯做为涂覆层来提高生物材料的血液相容性具有潜在应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用石墨烯包覆层改善与血液相接触的生物材料及器械血液相容性方法。

本发明要求保护石墨烯或石墨烯包覆层在提高生物材料和/或器械的血液相容性中的应用。

本发明还要求保护一种提高生物材料和/或器械的血液相容性的方法，该方法包括：在所述生物材料和/或器械的表面制备石墨烯包覆层。

上述方法中，所述石墨烯包覆层的层数为1-100层；

所述生物材料选自玻璃、金属和合金中至少一种；所述玻璃具体选自石英玻璃、普通玻璃、蓝宝石玻璃、硼玻璃中至少一种；

所述金属具体选自不锈钢、钽、镍、钛、镁、钴、铬、钨中至少一种；

所述合金具体由不锈钢、钽、镍、钛、镁、钴、铬和钨中至少两种组成；

所述器械选自动脉粥样硬化切除器械、血液监测器、血液贮存和输入设备、血液采集器械、延长器、体外模式氧合器系统、血液透析器、血液过滤器、经皮循环辅助系统、导管、导丝、血液内窥镜、血管内超声器械、激光系统、冠状逆行灌注导管、细胞贮存器、血液特异性物质吸附器械、血液成分采输器、瓣膜成形环、机械心脏瓣膜、主动脉内球囊泵、人工心脏、心室辅助器械、栓塞器械、血管内植入物、植入式除颤器和复律器、起搏器导线、去白细胞滤器、起搏器导线、人工血管移植物、动静脉分流器、支架、组织心脏瓣膜和组织血管植入物中至少一种。

所述制备石墨烯包覆层的方法为化学气相沉积法、转移或喷涂。

具体的，所述化学气相沉积法中，体系的真空度不大于0.7Pa；具体为0.7Pa；