CN106750445B - 一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，包括以下步骤：步骤一、在容器(1)中充满缓冲溶液，其中该容器(1)由绝缘的容器壁、底部金属电极片(3)和顶部金属电极片(4)组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器(1)的底部金属电极片(3)接触；步骤二、将直流电源(2)的正极连接容器(1)的底部金属电极片(3)，将直流电源(2)的负极连接容器(1)的顶部金属电极片(4)，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料。本发明具有操作简便、避免使用偶联剂和有毒有害溶剂等优点，适于产业化生产。

Description

一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法
技术领域
本发明涉及一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，属于生物医用材料领域。
背景技术
在生理环境中，植入的生物材料除了接触水、无机盐外，与蛋白质、细胞、组织和器官等生命有机体的作用更为关键，而蛋白质与生物材料表面接触并吸附，对材料造成污染，将影响生物材料的性能。更重要的是，材料表面的蛋白质吸附，可能诱发体内异物反应，导致细胞粘附和血液蛋白的吸附，进一步诱导凝血现象，以及造成细菌繁殖和感染等严重问题。此外，生物传感器应用中非特异性蛋白质吸附会导致检测失准，生化分离膜表面的蛋白质吸附会引起生物垢堵塞等。因此，研究具有抗蛋白吸附性能的材料表面已成为国内外研究的热点，对角膜接触镜、医用植入材料、船体涂料、药物传递系统、生物芯片等的推广应用有着重要影响。
目前广泛使用的聚乙二醇(PEG)类抗蛋白粘附材料，具有优异的亲水性，可结合大量水分子，高度流动，有很大的空间排斥力，通过围绕分子链氢键形成“空间排斥”和水合层，以阻抗非特异性蛋白质吸附。PEG及其衍生材料是目前公认的抗蛋白质吸附性能较好的材料之一。随着对材料表面蛋白质吸附机理的深入研究，以及计算机分子模拟水平的提高，仿生设计成为抗蛋白质吸附材料研究的重要趋势。磷酸胆碱是一类亲水的具有磷脂结构的化合物，其两性离子基团部分可以在材料表面形成高水化层，有效降低表面蛋白质构象的变化，阻抗蛋白质吸附。含有磷酸胆碱基团的单体，如2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)，具有高亲水性和优良的生物相容性，抗蛋白质吸附、抗血小板粘附性能十分优异。Sun等用水相共沉淀法制备了超顺磁的四氧化三铁纳米粒子，并修饰MPC，从而大大减少蛋白质的非特异性吸附，延长复钙化凝血时间，并具有良好的生物相容性(Journal ofBiomedical Materials Research Part A,2013,101:607-612)。Su等制备了含有MPC、N-甲基丙烯酸丁酯、聚醚砜的磷酸胆碱共聚物的抗生物污染超滤膜(Journal of MembraneScience,2008,322:171-177.)。由于MPC与甲基丙烯酸羟乙酯结构相似，有较好的相容性，MPC常被用于改善水凝胶角膜接触镜的平衡含水率和溶胀过程中出现的相分离现象，并有效减少角膜接触镜使用过程中泪液中蛋白质的沉积。
然而，对抗蛋白质粘附表面的研究及应用中普遍采取对成型材料表面进行改性处理等方式。在改性处理过程中，需要使用偶联剂、溶剂等有毒有害化学物质，较大地限制了在角膜接触镜、水凝胶植入材料、药物缓释载体、生物芯片等方面的拓展应用。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法。本发明操作简单方便，避免使用偶联剂和有毒有害溶剂，适于产业化生产。
技术方案：本发明提供了一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、在容器中充满缓冲溶液，其中该容器由绝缘的容器壁、底部金属电极片和顶部金属电极片组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器的底部金属电极片接触；
步骤二、将直流电源的正极连接容器的底部金属电极片，将直流电源的负极连接容器的顶部金属电极片，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料。
其中：
步骤一所述水凝胶膜材料为成型的水凝胶膜材料，该水凝胶膜材料中含有磷酸胆碱修饰的聚乙二醇。
步骤二所述水凝胶膜材料为水凝胶角膜接触镜材料、水凝胶创伤敷料或水凝胶软骨材料。
所述的缓冲溶液为磷酸盐缓冲液或硼砂缓冲液。
步骤二所述的电压为直流电压，其大小为+0.1V～+36V，所述处理的时间为10s～600s。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1.本发明通过物理方法对成型材料进行处理，操作简单方便，处理时间短，避免使用偶联剂和有毒有害溶剂，适于产业化生产。
2.本发明处理过程不影响本体材料性能，不受材料成型工艺及设备的限制，具有普适性。
3.本发明特别适用于对水凝胶角膜接触镜、水凝胶创伤敷料、水凝胶软骨材料等进行表面抗蛋白粘附处理。
附图说明
图1为膜材料表面抗蛋白粘附处理方法示意图；
图中有容器1、直流电源2、底部金属电极片3、顶部金属电极片4。
具体实施方式
本发明提供了一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，包括以下步骤：
步骤一、在容器1中充满缓冲溶液，其中该容器1由绝缘的容器壁、底部金属电极片3和顶部金属电极片4组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器1的底部金属电极片3接触；
步骤二、将直流电源2的正极连接容器1的底部金属电极片3，将直流电源2的负极连接容器1的顶部金属电极片4，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料。
所述的直流电压的大小为+0.1V～+36V，所述处理的时间为10s～600s。
实施例1
通过原子转移自由基聚合，以大分子引发剂引发单体2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱进行聚合，得聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物。将甲基丙烯酸羟乙酯单体、光引发剂1173以及一定量的交联剂聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物、溶剂无水乙醇混合均匀，用滴管吸取溶液滴入平板模具中，闭合。于紫外灯下交联固化30分钟，脱模并抽提未反应的单体和溶剂，得到聚甲基丙烯酸羟乙酯平板膜。将膜置于容器1磷酸盐缓冲液中一段时间达平衡，膜下表面与容器的底部金属电极片接触，将直流电源2的正负极分别连接容器1的底部金属电极片3和顶部金属电极片4，之后施加直流电压+16V进行处理，处理时间为10秒。对处理前后聚甲基丙烯酸羟乙酯平板膜的抗蛋白粘附性能进行表征，处理后聚甲基丙烯酸羟乙酯平板膜对牛血清白蛋白的吸附量由0.0382±0.0024mg/cm2降至0.0116±0.0017mg/cm2。
实施例2
通过原子转移自由基聚合，以大分子引发剂引发单体2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱进行聚合，得聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物。配制5％聚乙烯醇水溶液、2％海藻酸钠水溶液，按一定比例混合，并加入2％聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物，搅拌均匀后依次加入制孔剂甘油、交联剂(1％氯化钙溶液：1％硼砂溶液)，制得交联水凝胶敷料膜。将敷料膜置于塑料容器1硼砂缓冲液中一段时间达平衡，膜下表面与容器的底部金属电极片接触，将直流电源2的正负极分别连接容器1的底部金属电极片3和顶部金属电极片4，之后施加直流电压+36V进行处理，处理时间为10分钟。处理后敷料膜对牛血清白蛋白的吸附量由0.0193±0.0009mg/cm2降至0.0061±0.0007mg/cm2，对溶菌酶的吸附量由0.0167±0.0011mg/cm2降至0.0037±0.0008mg/cm2，
实施例3
通过原子转移自由基聚合得到聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物。将有机硅大单体、光引发剂、聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物、溶剂等混合，磁力搅拌，混合均匀形成透明溶液，然后将混合物倒入模具中，密闭条件下在高强度紫外灯下照射1小时，固化形成膜材料。将膜置于容器1磷酸盐缓冲液中一段时间达平衡，膜下表面与容器的底部金属电极片接触，将直流电源2的正负极分别连接容器1的底部金属电极片3和顶部金属电极片4，之后施加直流电压+0.1V进行处理，处理时间为10分钟。对处理前后膜的抗蛋白粘附性能进行表征，处理后硅水凝胶膜对牛血清白蛋白的吸附量由0.0823±0.0072mg/cm2降至0.0322±0.0016mg/cm2。
实施例4
通过原子转移自由基聚合得到聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物。将甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸封端嵌段聚合物、聚乙二醇和磷酸胆碱共聚物以及交联剂、光引发剂按一定比例混合形成均匀的溶液，混合物密封于模具中，将模具置于紫外光下照射1小时，固化成膜。将形成的膜材料在乙醇中浸泡24小时以除去未反应单体。将制得的水凝胶膜置于容器1磷酸盐缓冲液中一段时间达平衡，膜下表面与容器的底部金属电极片接触，将直流电源2的正负极分别连接容器1的底部金属电极片3和顶部金属电极片4，之后施加直流电压+36V进行处理，处理时间为1分钟。对处理前后膜的抗蛋白粘附性能进行表征，处理后水凝胶膜对牛血清白蛋白的吸附量由0.0271±0.0012mg/cm2降至0.0133±0.0022mg/cm2。

Claims (4)

1.一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、在容器(1)中充满缓冲溶液，其中该容器(1)由绝缘的容器壁、底部金属电极片(3)和顶部金属电极片(4)组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器(1)的底部金属电极片(3)接触；
步骤二、将直流电源(2)的正极连接容器(1)的底部金属电极片(3)，将直流电源(2)的负极连接容器(1)的顶部金属电极片(4)，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料；
其中：步骤一所述水凝胶膜材料为成型的水凝胶膜材料，该成型的水凝胶膜材料中含有磷酸胆碱修饰的聚乙二醇。
2.如权利要求1所述的一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，其特征在于：所述成型的水凝胶膜材料为水凝胶角膜接触镜材料、水凝胶创伤敷料或水凝胶软骨材料。
3.如权利要求1所述的一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，其特征在于：所述的缓冲溶液为磷酸盐缓冲液或硼砂缓冲液。
4.如权利要求1所述的一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，其特征在于：步骤二所述的直流电压的大小为+0.1V～+36V，所述处理的时间为10s～600s。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103333294A (zh) * 2013-06-09 2013-10-02 华南理工大学 一种高强度的抗蛋白质吸附水凝胶及其制备方法和应用
CN104562126A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 浙江大学 一种具有抗蛋白吸附作用的薄膜及其制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103333294A (zh) * 2013-06-09 2013-10-02 华南理工大学 一种高强度的抗蛋白质吸附水凝胶及其制备方法和应用
CN104562126A (zh) * 2014-12-17 2015-04-29 浙江大学 一种具有抗蛋白吸附作用的薄膜及其制备方法

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