[发明专利]一种利用聚电解质组装制备载药涂层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种利用聚电解质组装制备载药涂层的方法。

背景技术

在医疗器械和植入体等表面构建载药超涂层，通过药物释放可实现疾病治疗、预防、抗菌、提高界面生物相容性等功能。

层状组装方法通过相互作用的两种物质在基底上的交替吸附构建超涂层，具有操作简单、条件温和、对基底无选择性等优点。该方法作为一项构建功能涂层技术已经在生物医用、光电元件、人工智能等多个前沿领域得到了广泛深入的研究及应用。

聚电解质也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。通常，聚电解质具有大量的带电基团，根据带电基团的不同，可以分为聚合物酸、聚合物碱和两性聚合物。溶解时，聚合物酸的质子离去形成聚合物阴离子，聚合物碱能接受质子形成聚合物阳离子。

授权公告号为CN102319662B的专利申请公开了一种基于层层组装技术制备自修复聚电解质涂层的方法，其步骤如下：A.将聚阳离子构筑基元和聚阴离子构筑基元分别溶于溶剂配成一定浓度、一定pH值的溶液；B.将处理后的基底浸入到聚阳离子溶液中1～30分钟，然后将基底从聚阳离子溶液中取出，水洗除去基底表面物理吸附的物质后经N₂吹干；C.将步骤B的基底再浸入到聚阴离子溶液中1～30分钟，然后将基底从聚阴离子溶液中取出，水洗除去基底表面物理吸附的物质后经N2吹干，从而完成一个沉积周期涂层的制备；D.重复步骤B、C，从而在基底上制备得到多个沉积周期的自修复聚电解质涂层。其中，聚阳离子为聚烯丙基胺盐酸盐、聚乙烯基亚胺、明胶、聚四乙烯基吡啶、聚二烯丙基二甲基胺盐酸盐、壳聚糖、聚L-赖氨酸、聚苯胺中的一种或几种；聚阴离子为聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸钠、海藻酸钠、透明质酸、磺化聚醚醚酮、磺化葡聚糖中的一种或几种；溶剂为水、乙醇、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或氯仿。

EP20028471A1公开了一种带有至少两种相反电荷的聚合物层，药物以共价键的形式结合于聚合物的某一层或者两层上。EP20169571A1公开了一种层层组装的涂层技术，其中药物涂层至少含有两层具有相反电荷的聚电解质，药物通过共价键与其结合。

在生物医用领域，构建载药涂层是层状组装方法的重要应用之一。然而，不同类型药物的负载往往采取不同的方法：亲水性药物通常与涂层有较强的相互作用，因而比较容易在预先组装的涂层内产生富集；而疏水性药物的负载比较困难，通常需要对药物或涂层进行预处理，造成步骤繁琐，即包括多步合成、提纯等步骤，而且所适用的药物种类和数量均有限。

因此，如何能够在聚电解质构建涂层方法的基础上，进行技术的改进，以解决上述涂层负载药物的种类和数量受限的问题，是目前的一个重要研究方向。

发明内容

本发明提供了一种利用聚电解质组装制备载药涂层的方法，该方法制备得到的聚电解质涂层具有微孔结构，可进行多种类型药物的同时负载，且负载过程简便，负载量大且可控。

本发明的具体实施方案如下：

一种利用聚电解质组装制备载药涂层的方法，包括以下步骤：

(1)配制碱性的聚阳离子电解质水溶液和酸性的聚阴离子电解质水溶液；

(2)将基底材料在聚阳离子电解质水溶液中浸泡后，水溶液冲洗；再放入聚阴离子电解质水溶液中浸泡后，水溶液冲洗；该步骤重复5～500次后得到聚电解质涂层；

(3)将聚电解质涂层浸入酸性水溶液中，取出后冷冻干燥，获得具微孔结构的聚电解质涂层；

(4)将具微孔结构的聚电解质涂层浸入药物溶液中，获得负载药物的涂层；

(5)将负载药物的涂层放置在水蒸气环境中，获得微孔闭合的载药涂层。

涂层酸溶液处理形成微孔结构的原理是聚电解质的相分离：在酸性环境下，聚电解质的电荷密度将发生变化，由此导致涂层中聚阳离子和聚阴离子链段发生移动和重组，最终涂层内形成微孔。

具微孔结构的聚电解质涂层载药的原理：药物溶液通过毛细作用浸润填充到微孔中。

多孔涂层通过水蒸气处理，实现微孔闭合的原理是：水分子能够促进聚电解质链段运动，水蒸气环境下，涂层倾向于表面能最低，导致涂层内微孔闭合。可通过水蒸汽浓度或处理时间实现微孔闭合的程度。

所述聚阳离子电解质水溶液的pH值为8～11，聚阴离子电解质水溶液的pH值为2～6。

所述酸性水溶液的pH为2～6，可通过改变酸溶液的pH值对微孔的尺寸进行调控，从而控制载药量，优选2.5～5.0。