[发明专利]促细胞生长的抗生物污染的材料表面处理方法

说明书

技术领域

本发明属于材料表面改性领域，具体涉及一种促细胞生长的抗生物污染的材料表面处理方法。

背景技术

应用于人体的生物材料在植入人体后，在材料表面通常会发生蛋白或其它物质的吸附从而引发一系列的不利生物化学反应，从而导致植入的失败。通过材料表面处理提高材料表面的抗生物污染能力，有助于提高材料表面的生物相容性；另一方面，为了促进材料与人体组织的愈合，有时不仅要求材料具有抗生物污染的能力，同时还要有促进特定细胞生长的能力；如对于人工血管植入物，材料表面不仅需要具有抗生物污染能力来抑制蛋白、血小板、凝血因子等的吸附，而且还要有促进内皮细胞生长的能力，从而可以构建更加长效的抗凝血表面。因此，通过表面处理同时赋予材料抗生物污染特性和促细胞生长性能具有非常重要的现实意义。

目前，已经发现有许多分子具有抗生物污染特性，具有亲水性的分子通常具有一定的抗生物污染特性，但是这些分子接枝在材料表面后，往往接枝密度低并且接枝密度难以提高，因此，限制了其广泛的应用，采用表面原位聚合反应可以在保持固定分子生物活性的前提下提高接枝密度，从而提高材料表面的抗生物污染特性。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种促细胞生长的抗生物污染材料的表面处理方法，通过该处理方法构建同时具有多种生物活性的材料表面，一方面赋予材料良好的抗生物污染能力，另一方面赋予材料促细胞生长能力，提高植入生物材料的生物相容性和植入成功率。

本发明采用的技术解决方案是：首先对材料表面进行活化处理后再自组装溴基硅烷分子，然后依次将具有抗生物污染特征的两性离子分子和聚乙二醇以及促细胞生长的蛋白质或多肽固定在材料表面。 

其中，所述的活化处理包括酸处理、碱处理和等离子体处理；酸处理溶液为盐酸或浓硫酸与双氧水的混合溶液，其中酸质量含量10%-90%，处理时间为2分钟—2小时，处理温度为20℃—80℃；碱处理溶液为质量浓度20%—80%的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液，处理时间为1—24小时，处理温度为20℃—80℃；等离子体处理的放电方式为射频放电方式，放电功率为30W—300W，处理气体为氩气、氮气或氧气，处理时间为1 —30分钟。

其中，所述表面溴化为表面自组装溴基硅烷分子，溴基硅烷为3-溴丙基三甲氧基硅烷、3-溴丙基三乙氧基硅烷或者3-溴丙基三氯硅烷；自组装反应时间为1—24小时，溶液浓度为10mM-100mM，溶剂为二氯甲烷、乙醇、甲苯、丙酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、蒸馏水中的一种。

其中，所述的接枝两性离子分子是将表面溴化的材料浸没到两性离子分子与催化剂的混合溶液中反应；两性离子分子为2-甲基丙烯酰基氧基乙基磷酰氯（MPC: 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine）、磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯（SBMA: sulfobetaine methacrylate）、羧基甜菜碱甲基丙烯酸酯（CBMA: carboxybetaine methacrylate）；催化剂为溴化亚酮与联二吡啶的络合物，其摩尔比为1:1~1:3，反应温度为常温—100℃，溶剂为乙醇、甲醇、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺或水。

其中，所述的接枝聚乙二醇是将接枝了两性离子分子的材料浸没到聚乙二醇溶液中进行反应，并加入胺类物质，反应时间为1—24小时，胺类物质为乙二胺、三乙胺或三甲胺，

其中，所述的聚乙二醇的重量分子量为300-5000。

其中，所述固化促细胞生长分子是将表面接枝了抗生物污染分子的材料浸没到羰二咪唑溶液中活化后与细胞外基质蛋白或蛋白多肽溶液反应；羰二咪唑活化的溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯、二甲基亚砜或二甲基甲酰胺，活化时间为1—24小时；细胞外基质蛋白为胶原蛋白、纤连蛋白、骨形成蛋白或层粘连蛋白，蛋白多肽为含有RGD序列的多肽类物质；蛋白溶液的溶剂为磷酸缓冲溶液、碳酸缓冲液或蒸馏水，反应时间为1—24小时。

本发明具有以下优点：

1、采用表面原位自组装及表面原位化学反应对材料表面进行处理，通过多种参数控制表面分子的接枝量，不改变材料本体性质，方法简便易行，操作简单，反应条件易控制。

2、本发明所采用的方法可以应用于几乎所有生物材料的表面处理，可广泛应用于生物材料以及纳米材料表面处理的各个领域。

3、本发明通过表面原位聚合的方式，提高材料表面抗生物污染分子的接枝密度，并保留进一步的化学反应活性，有效提高材料表面的抗生物污染能力。