[发明专利]一种光交联型生物基涂层的电沉积制备方法

摘要

本发明提供了一种光交联型生物基涂层的电沉积制备方法。该制备方法包括：利用含光敏基团的双亲性离子型生物基大分子自组装得到胶束粒子，及包覆“功能因子”的复合自组装胶束粒子；通过恒电位电沉积技术在医用金属表面成膜，经紫外光照交联反应使胶束粒子发生交联，得到基于自组装胶束膜的医用生物涂层材料。本方法操作简便，条件温和，适用范围广。

主权项

一种光交联型生物基涂层的电沉积制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：   （1）将原料、引发剂及溶剂混合，在0~100℃下，在常压下搅拌反应20~28 h，反应完成后，所得反应液用纤维素膜透析，再经冷冻干燥，得到光敏双亲性离子型生物基大分子；所述原料包括生物基大分子和光敏小分子，所述生物基大分子选自：透明质酸、聚谷氨酸、壳聚糖、羟甲基纤维素钠、葡聚糖、海藻酸钠、肝素、聚乳酸、聚乳酸‑羟基乙酸共聚物中的一种或几种；所述光敏小分子选自： 7‑氨基‑4‑甲基香豆素、7‑羟基香豆素、7‑羟基‑4‑三氟甲基香豆素、7‑氨基‑4‑三氟甲基香豆素、4‑羟基香豆素、肉桂酸、咖啡酸、阿魏酸、4‑香豆酸、肉桂酸乙酯、4‑溴肉桂酸、阿魏酸乙酯、姜黄素、肉桂酸甲酯、2‑羟基肉桂酸、3‑羟基肉桂酸、4‑二甲氨基肉桂酸、2‑氯肉桂酸、4‑氯肉桂酸、4‑硝基肉桂酸、肉桂酰氯、3,4,5‑三甲氧基肉桂酸、4‑甲基肉桂酸、DL‑N‑乙酰氨基肉桂酸、2,3,4‑三甲氧基肉桂酸、4‑三氟甲基肉桂酸、1‑甲基‑4‑(对甲酰苯乙烯基)吡啶甲基硫酸盐中的一种或几种；所述引发剂选自：1‑乙基‑(3‑二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐、N‑羟基琥珀酰亚胺、1‑羟基苯骈三氮唑、4‑二甲氨基吡啶中的一种或几种；所述溶剂体积为20~200 mL，选自：甲烷磺酸、水、二甲亚砜、四氢呋喃、N,N‑二甲基甲酰胺中的一种；所述光敏小分子与与生物基大分子的质量比为0.1~50，所述引发剂与生物基大分子的质量比为0.1~10；   （2）光敏双亲性离子型生物基大分子溶液的配置：将步骤（1）所合成的光敏双亲性离子型生物基大分子溶于良溶剂，配置浓度为1~40 mg/mL的光敏双亲性离子型生物基大分子溶液；所述良溶剂选自：N,N‑二甲基甲酰胺、二甲亚砜、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、二氧六环、甲烷磺酸、水中的一种或两种混合溶剂；    （3）自组装胶束粒子及包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子的制备：自组装胶束粒子的制备是在搅拌条件下，缓慢向步骤（2）配置的光敏双亲性离子型生物基大分子溶液中加入沉淀剂，诱导光敏双亲性离子型生物基大分子自组装形成胶束粒子，或加入酸调节溶液的pH值为3.5~6诱导组装；然后继续搅拌3~4小时，固定胶束粒子形貌，得到浓度为0.1~25 mg/mL的自组装胶束粒子溶液；包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子的制备是在搅拌条件下，缓慢向步骤（2）配置的光敏双亲性离子型生物基大分子溶液中加入沉淀剂，诱导光敏双亲性离子型生物基大分子自组装形成胶束粒子，在此过程中加入“功能因子”，加入量为光敏双亲性离子型生物基大分子质量的0.1%~50%；然后加入酸或碱调节溶液的pH值为2~6或7~12，促进胶束粒子壳层基团离子化或质子化，保持足够电荷实现电泳过程；然后继续搅拌3~4小时，固定胶束粒子形貌，得到浓度为0.1~25 mg/mL的复合自组装胶束粒子溶液； 所述沉淀剂选自：水、乙醇、甲醇、丁醇、异丙醇、乙二醇丁醚或丙酮中的一种或几种；所述酸选自：盐酸、甲酸、乙酸、乳酸、硫酸、稀硝酸中的一种或几种；所述碱选自：氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、乙醇胺、氨水、二乙醇胺或三乙醇胺中的一种；   （4）胶束电沉积成膜：用金相砂纸打磨医用金属基材，然后对基材进行超声处理；自组装胶束粒子电沉积成膜：将上述预处理后的医用金属浸入步骤（3）所制备的浓度为0.1~25mg/mL的自组装胶束粒子溶液中，采用电沉积技术施加恒电位电压，使荷电的自组装胶束粒子向医用金属表面泳动并沉积成胶束膜，再经紫外光照交联反应，可固定胶束膜的结构，得到基于自组装胶束粒子的生物医用涂层材料；包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子电沉积成膜：将上述预处理后的医用金属浸入步骤（3）所制备的浓度为0.1~25mg/mL的包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子溶液中，采用电沉积技术施加恒电位电压，使荷电的包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子向医用金属表面泳动并沉积成胶束膜，再经紫外光照交联反应，可固定胶束膜的结构，得到基于包覆“功能因子”复合自组装胶束粒子的生物医用涂层。