CN107189096B - 一种高分子材料表面改性方法及其产品和用途 - Google Patents

一种高分子材料表面改性方法及其产品和用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高分子材料的表面改性方法及其产品和用途，所述表面改性方法尤其涉及基于等离子体浸没离子注入处理医用高分子材料表面以及在处理后的表面共价接枝生物活性分子以实现其仿生化修饰；其具体包括如下步骤：1）通过气体等离子体浸没离子注入处理高分子材料；2）将处理过的高分子材料在含有生物分子的溶液中进行孵育。其中气体等离子体浸没离子注入表面改性的高分子材料稳定性好，即使长期保存在空气中，其接枝能力依然不会显著下降，并且其不使用化学交联剂；整个表面改性工艺过程简单、成本低廉、适用于批量及工业化生产。本发明的方法及其产品在医用植入材料、功能性材料、生物活性材料等领域具有广泛的应用前景。

Description

一种高分子材料表面改性方法及其产品和用途
技术领域
本发明涉及一种高分子材料的表面改性方法及其产品和用途，所述表面改性方法尤其涉及基于等离子体浸没离子注入处理医用高分子材料表面以及在处理后的表面共价接枝生物活性分子以实现其仿生化修饰。
背景技术
高分子材料也称为聚合物材料，在生物医用领域被广泛应用于生物体组织的修复、替代与再生，以及用作护理及医疗用具等。因其特殊的应用环境(需要直接与人体的体液、血液、器官、组织等接触)，生物医用高分子材料除了必须具有良好的物理机械性能、化学稳定性、无毒性、易加工成型性以外，还必须具有生物相容性、医用功能性等。由于医用高分子材料的生物学性能主要由其表面的物化性质所决定，对其进行表面改性可以在材料自身优点不受影响的前提下提高其生物学性能或者赋予其某些特殊的生物学功能。在众多表面改性方法中，对医用高分子材料进行仿生化修饰，即将具有生物活性的大分子如蛋白质、多糖、多肽、细胞生长因子等，通过共价接枝的方式负载在材料表面，能够使其表面形成一个能与生物环境特异性相互作用的稳定的生物化过渡层，以进一步提高材料的生物学性能或者赋予其特殊的生物学功能。例如，在聚四氟乙烯构建的人工血管表面接枝肝素、水蛭素等能够达到抑制血栓形成的效果，从而大大提高人工血管的远期通畅率(Hoshi R A,VanLith R,Jen M C,et al.The blood and vascular cell compatibility of heparin-modified ePTFE vascular grafts.Biomaterials2013；34(1):30-41.Onder S,KazmanliK,Kok F N.Alteration of PTFE surface to increase its bloodcompatibility.Journal of Biomaterials Science,Polymer Edition 2011；22(11):1443-14 57)。
然而，现有的进行仿生化修饰的方法一般是通过化学交联(chemicalcrosslinking)的方式将生物大分子接枝在材料表面(Kang E T,Zhang Y.Surfacemodification of fluoropolymers via molecular design.Advanced Materials 2000；12(20):1481-1494)。但是，有的高分子材料，比如聚四氟乙烯，具有优良的化学稳定性，因此很难单独通过化学方法对其进行表面改性。在此情况下，一般需要首先通过物理方法在材料表面引入一些功能基团，如氨基、羟基、羧基等，然后再通过化学交联的方式接枝负载生物大分子。另外，采用湿法化学交联技术不仅操作过程相对复杂繁琐，并且会引入具有毒性的有机交联试剂。更重要的是，这种化学方法很难同时在表面接枝多种生物活性分子，而顺序接枝多种生物分子又会使接枝过程极端繁琐甚至难以实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种简单可行的高分子材料表面改性仿生化修饰方法及其产品和用途，所述表面改性方法尤其涉及基于气体等离子体浸没离子注入(即气体PIII)处理医用高分子材料表面以及在处理后的表面共价接枝生物活性分子以实现其仿生化修饰。
本发明提供的改性方法无需使用化学交联剂，首先通过气体等离子体浸没离子注入对医用生物高分子材料进行表面改性和活化，然后将改性过的医用高分子材料浸泡在含有生物分子的溶液中孵育一段时间，即可将具有生物活性的大分子共价接枝负载在高分子材料表面，实现其仿生化表面修饰。
本发明中生物分子在医用材料表面的接枝原理为：在使用气体等离子体浸没离子注入技术对高分子材料进行改性的过程中，由注入的高能离子与高分子链的碰撞以及电荷和能量转移而在高分子材料表层产生大量具有长效性和很高活性的自由基(FreeRadical)。这些由高能离子轰击形成的自由基能够长久地保存在离子注入的影响区，并不断地迁移到基体表面。到达表面的自由基与环境中存在的分子进行反应并且最终将分子共价接枝在材料表面。
本发明所采取的表面改性技术方案可分为两步：1.气体等离子体浸没离子注入处理；2.在含有生物分子溶液中的孵育。
1气体等离子体浸没离子注入
在进行注入时，所使用的样品盘上所加的是负偏压，这样可以将等离子体中带正电荷的离子加速吸引并最终使其注入到材料表层。
气体等离子体浸没离子注入所使用的工艺参数包括：本底真空度为5×10-4～9×10-3Pa，气体引入流量为10～200sccm，样品盘所加负偏压为5～50kV，注入脉宽为10～300微秒，注入脉冲频率为50～2000Hz，射频功率为100～3000W，注入时间为30～300分钟。
优选的参数为：本底真空度为1×10-3～9×10-3Pa，气体引入流量为20～100sccm，样品盘所加负偏压为10～30kV，注入脉宽为20～200微秒，注入脉冲频率为50～500Hz，射频功率为100～1000W，注入时间为30～180分钟。
最优选的参数为：本底真空度为5×10-3Pa，气体引入流量为30sccm，样品盘所加负偏压为15kV，注入脉宽为20微秒，注入脉冲频率为500Hz，射频功率为1000W，注入时间为60～180分钟。
一般而言，所述气体等离子体浸没离子注入中使用的气体无特殊要求，出于本发明的应用领域的需要，优选使用无毒的气体。
不同的气体可能会在某种程度上影响材料改性以后表面自由基的密度，从而影响接枝的效率，但是一般常见的气体如氧气、氮气、氩气、氨气、氢气等都具有运用于本发明的可行性。
理论上此方法可以运用于所有能够经受气体PIII技术处理的高分子材料，例如聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚醚醚酮(polyetheretherketone，简称PEEK)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氨酯、聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚已内酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂、、聚氯乙烯等。
作为一种经FDA测试认可的医用植入材料，聚醚醚酮具有不仅质轻、生物稳定性好且无生物毒性，更重要的是其弹性模量(5-8GPa)比金属骨科植入材料更接近人体骨骼，并且在植入体内后可被X射线透过、核磁共振成像和计算机断层扫描不会产生伪影等诸多生物医用优点。但是，PEEK是一种惰性的生物材料，生物相容性的不足导致其在植入后与相邻骨组织的结合(Osseointegration)不够充分而需要二次手术进行修正。
此外，如上所述，聚四氟乙烯，具有优良的化学稳定性，因此很难单独通过化学方法对其进行表面改性。
因此，考虑到其在医用高分子材料领用的使用潜力，本发明中的高分子材料优选聚四氟乙烯、聚醚醚酮。
2含有生物分子溶液中的孵育
即，将通过气体等离子体浸没离子注入处理过的高分子材料在含有生物分子的溶液中进行孵育。
其中，含有生物分子的溶液为能够使生物分子保持活性的缓冲液体系，比如磷酸盐缓冲液(PBS)或生理盐水等。
在含有生物分子的溶液中孵育的温度和时间需保证孵育期间生物分子能够保持生物活
性。孵育的温度通常选择在4-37℃；孵育的时间保证接枝完成即可；优选的条件例如在含有生物分子的溶液中于4℃条件下孵育12小时以上。
此外，可以通过孵育时所使用的生物溶液的浓度来调节生物分子在高分子材料表面的负载量，所述生物溶液的浓度例如为10-2000μg/mL，优选50-500μg/mL。
可以通过在相应生物分子的共混合溶液中孵育一段时间来实现同时负载两种及以上的生物分子。
也可以在通过气体等离子体浸没离子注入处理过的高分子材料的不同部位接枝不同的生物分子来进一步实现所述高分子材料的多样功能化的需求，所述在材料的不同部位接枝不同的生物分子可以依此进行，或者通过将不同部位分隔，以相应的不同的生物分子溶液孵育来一次或多次地完成接枝。
不同生物分子的接枝能够实现不同的功能，所述生物分子可为多糖(如肝素)、多肽(如水蛭素)、蛋白质(如辣根过氧化物酶、跨膜糖蛋白CD47)、细胞因子(如人基质细胞衍生因子1α(SDF-1α))等。
气体等离子体浸没离子注入处理的高分子材料表面在保存在空气中的情况下，其通过在含有生物分子的溶液中孵育即可共价负载生物分子的能力具有长期有效性。
根据本发明的方法得到的表面以生物分子修饰的高分子材料，其具有如下结构：高分子材料的表层存在通过气体等离子体浸没离子注入方式引入的活性自由基，其与生物分子反应并将后者共价接枝在材料表面。
本发明的有益效果
综上所述，本发明采用气体等离子体浸没离子注入技术处理生物医用高分子材料，在无需使用化学交联剂的情况下即可实现将具有生物活性的大分子共价接枝负载在材料表面，实现其仿生化表面修饰。与现有技术相比，本发明具备以下优点：
1.等离子体浸没离子注入技术消除了传统束线离子注入的“视线限制”，注入过程是全方位的，即使是形态复杂的试样也可以均匀地进行表面处理。
2.等离子体浸没离子注入处理在不影响高分子材料基体性能的前提下，能够极大地改善其表面物化性质，如表面粗糙度，表面能，表面化学成分等。并且运用不同的气体进行注入处理，能得到不同的表面物化性质。
3.等离子体浸没离子注入处理以后的高分子材料，其表面无需化学交联剂处理，仅需浸入到含有生物分子的溶液中孵育一段时间，即可将溶液中的生物活性分子共价负载在材料表面。此表面修饰方法不但操作简单方便，更避免了毒性化学交联剂的使用，有利于大批量、工业化生产。
4.生物分子在高分子材料表面的负载量可以通过孵育所使用的溶液的浓度进行调节。并且当使用多种生物分子的共混合溶液时，相应的多种生物分子均能共价接枝到等离子体浸没离子注入处理过后的高分子材料表面。
5.气体等离子体浸没离子注入表面改性的高分子材料对处理后的保存条件无特殊要求。即使长期保存在空气中，其通过在含有生物分子的溶液中孵育即可共价接枝生物分子的能力依然不会显著下降。
本发明提供的生物医用高分子材料表面仿生化修饰方法在医用植入材料、功能性材料、生物活性材料等领域具有广泛的应用前景，并且其工艺过程简单、成本低廉、适用于批量及工业化生产。
附图说明
图1a是实施例1中未经等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的扫描电镜图。
图1b是实施例1中经氮气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的扫描电镜图。
图1c是实施例1中经氨气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的扫描电镜图。
图1d是实施例1中经氮气注入以后再经氨气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的扫描电镜图。
图2a是实施例2中未经等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的原子力显微镜表征三维图片、剖面轮廓以及其对应的均方根粗糙度(RMS)。
图2b是实施例2中经氮气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的原子力显微镜表征三维图片、剖面轮廓以及其对应的均方根粗糙度(RMS)。
图2c是实施例2中经氨气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的原子力显微镜表征三维图片、剖面轮廓以及其对应的均方根粗糙度(RMS)。
图2d是实施例2中经氮气注入后再经氨气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的原子力显微镜表征三维图片、剖面轮廓以及其对应的均方根粗糙度(RMS)。
图3是实施例3中气体等离子体浸没离子注入处理前后的聚四氟乙烯材料表面的X射线光电子能谱全谱谱图。
图4是实施例4中气体等离子体浸没离子注入处理前后的聚四氟乙烯材料表面静态接触角结果。
图5是实施例5中经气体等离子体浸没离子注入处理前后的试样在肝素溶液中孵育后其表面的肝素负载密度。
图6是实施例6中经气体等离子体浸没离子注入处理后的试样在空气中保存相应时间后再在肝素溶液中孵育后的表面肝素负载密度。
图7是实施例7中肝素在氮气等离子体浸没离子注入处理的聚四氟乙烯表面的长效稳定性。
图8是实施例8中经各气体等离子体浸没离子注入处理及未经处理的表面在负载辣根过氧化物酶以后经磷酸盐缓冲液或者2％十二烷基硫酸钠洗脱以后其表面辣根过氧化物酶的留存量。
图9是实施例9中经各气体等离子体浸没离子注入处理后的试样在空气中保存相应时间后再次负载辣根过氧化物酶并经2％十二烷基硫酸钠洗脱以后其表面辣根过氧化物酶的留存量。
图10是实施例10中经氧气等离子体浸没离子注入处理及未经处理(PEEKcontrol)的表面在负载辣根过氧化物酶以后经磷酸盐缓冲液或者2％十二烷基硫酸钠洗脱以后其表面辣根过氧化物酶的留存量。
具体实施方式
实施例1
将直径15mm，厚0.1mm的聚四氟乙烯薄片依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗干净。该预处理后的样品称为PTFE control。
采用气体等离子体浸没离子注入技术处理经预处理的聚四氟乙烯。运用氮气注入、氨气注入、或者氮气注入以后再次注入氨气的方法来进行处理。具体处理工艺为：本底真空度为5×10-3Pa，气体的引入流量为30sccm，样品盘所加负偏压为15kV，注入脉宽为20微秒，注入脉冲频率为500Hz，射频功率为1000W。其中，氮气的注入时间为180分钟，该处理后的样品称为N2PIII；氨气的注入时间为60分钟，该处理后的样品称为NH3PIII；注入氮气180分钟后再注入氨气注入60分钟，该处理后的样品称为N2+NH3PIII。(下同)
通过扫描电子显微镜对气体等离子体浸没离子注入处理前后的聚四氟乙烯表面进行观察，得到图1所示的表面微观形貌照片。由图1可知，气体等离子体浸没离子注入处理不同程度地改变了聚四氟乙烯的表面形貌。图1a所示未经处理的PTFE control表面基本平整，而图1b所示的氮气等离子体注入以后的N2PIII试样表面呈现出准规则的纳米级别“谷峰”状结构。图1c所示的氨气等离子体注入处理以后的NH3PIII试样表面与PTFE control表面相似，而图1d所示的氮气注入后再进行氨气注入的N2+NH3PIII试样表面与N2PIII表面相似，证明氨气等离子体注入未改变聚四氟乙烯的表面形貌。
实施例2
采用原子力显微镜对实施例1中处理得到的聚四氟乙烯样品的表面粗糙度进行表征，得到图2所示表面三维图片、剖面轮廓以及对应的均方粗糙度(RMS)结果。由图2中的表面三维图片可知原子力显微镜所得结果与实施例1中扫描电镜所得表面形貌基本一致。图2a所示PTFE control的表面均方粗糙度为17.9nm。氮气等离子体注入显著地将试样的表面粗糙度提高到134nm(图2b)。氨气等离子体注入对表面粗糙度基本没有影响，其处理后的均方粗糙度为18.2nm(图2c)。氮气等离子体注入后再进行氨气注入的表面均方粗糙度与氮气单独处理的表面基本一致，为130nm(图2d)。
实施例3
对实施例1中处理得到的聚四氟乙烯样品表面进行X射线光电子能谱(XPS)宽场扫描，得到图3所示的XPS全谱谱图。其中横坐标表示结合能，纵坐标表示峰强。通过观察图3中各试样的C 1s峰、O 1s峰、N 1s峰以及F 1s峰的峰高可知，氮气等离子体浸没离子注入处理一定程度上减少了聚四氟乙烯表面的氟元素含量，并在材料表面引入了氧元素；而氨气等离子体浸没离子注入处理显著减少了表面氟元素的含量，并且显著增加了表面氮元素以及氧元素的比例。
实施例4
采用静态水接触角测试仪(Rame’-Hart instrument)测试材料表面润湿性，通过注射器将5μL超纯水垂直慢速悬滴到样品表面，使用机器自带成像系统拍摄液滴照片并分析接触角大小。每组材料3片，在每个样品上取5个测量数据求平均值。
图4是实施例1中的改性处理前后聚四氟乙烯表面的静态接触角实验图，横坐标为样品名称，纵坐标为接触角的度数。由图4可知，未经处理的PTFE control的接触角为115°，氮气等离子体处理后其接触角增大到147°.而氨气等离子体处理使其接触角降低到42°，氮气等离子体处理以后再用氨气处理的表面接触角近似超亲水，为13°。
实施例5
将实施例1中改性处理后的聚四氟乙烯试样浸入到含有肝素的磷酸盐缓冲溶液中，其中肝素的浓度为500μg/mL，并在4℃条件下保存12小时。然后将试样从肝素溶液中取出，用不含肝素的磷酸盐缓冲液漂洗试样，去除未接枝上的肝素。运用甲苯胺蓝比色法检测各试样表面的肝素负载量，得到图5所示结果，其中横坐标为样品名称，纵坐标为肝素的负载密度。由图5可知，未经处理的PTFE control并不能负载肝素，而经等离子体浸没离子注入的样品，虽负载量有一定的差别，都能够有效地将肝素负载在其表面。
实施例6
将实施例1中改性处理后的聚四氟乙烯试样保存在空气中72天或者198天以后，再次按照实施例5中的方法，在肝素溶液中孵育并检测肝素的负载量，得到图6所示结果，其中横坐标为样品在空气中的保存时间，纵坐标为肝素的负载密度。由图6可知，虽然等离子体处理以后的样品存放在空气中长达半年时间，它们通过孵育在肝素溶液中负载肝素的能力并没有消失，总体反而有一定程度的提高。
实施例7
将实施例5中氮气等离子体处理的负载肝素以后的试样继续浸入不含肝素的磷酸盐缓冲液中，保存在37℃一定时间后取出，检测其表面的肝素负载量，得到图7所示结果，其中横坐标为样品的浸泡时间，纵坐标为肝素的负载密度。由图7可知，经过肝素负载在氮气等离子体处理表面以后具有长效稳定性。在浸泡在磷酸盐缓冲液中长达28天以后，其表面肝素的负载量依然没有变化。这一方面说明所负载的肝素并没有被释放出来，另一方面也说明肝素在此过程中并没有变性失活。
实施例8
将实施例1中改性处理后的聚四氟乙烯试样浸入到含有辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲溶液中，其中辣根过氧化物酶的浓度为50μg/mL，并在4℃条件下保存12小时。然后将试样从溶液中取出，用不含辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲液(PBS)洗脱试样1小时，或者用2％的十二烷基硫酸钠(2％SDS)洗脱试样1小时。然后将洗脱后的试样放入24孔细胞培养板，每孔添加500微升3,3’,5,5’-四甲基联苯胺溶液并在室温中孵育3分钟，随后添加500微升2mol/L的盐酸溶液以终止反应。从每孔中取出200微升放入96孔培养板中并通过在酶标仪上测量其在450nm波长处的吸光度来反应各试样表面辣根过氧化物酶的负载量。实验结果如图8所示，图中：横坐标为各试样在辣根过氧化物酶溶液中孵育后的洗脱方法，纵坐标为450nm下的吸光度。
由图8可知，没有经过等离子体处理的PTFE control试样在辣根过氧化物酶溶液中孵育一段时间以后，在其表面能够负载一定量的辣根过氧化物酶。负载的酶虽能够经受磷酸盐缓冲液的洗脱，但是十二烷基硫酸钠的洗脱能够完全清除表面所负载的酶，证明在PTFE control表面负载的酶只是通过物理方式吸附在材料表面。而各等离子体处理以后试样表面负载的酶能够经受磷酸盐缓冲液以及十二烷基硫酸钠的洗脱，证明酶的负载方式是共价接枝，因为十二烷基硫酸钠是一种阴离子活性剂，能够破坏蛋白与材料之间物理吸附作用力，而不能破坏它们之间的化学接枝。
实施例9
将实施例1中改性处理后的聚四氟乙烯试样保存在空气中72天或者198天以后，再次按照实施例8中的方法，在辣根过氧化物酶溶液中孵育并通过实施例8中所述方法检测辣根过氧化物酶的相对负载量，得到图9所示结果，其中横坐标为样品在空气中的保存时间，纵坐标为450nm下的吸光度。由图9可知，虽然等离子体处理以后的样品存放在空气中长达半年时间，它们通过孵育的方式共价接枝辣根过氧化物酶的能力并没有明显下降。
实施例10
将直径15mm，厚2mm的聚醚醚酮薄片依次用丙酮、酒精、去离子水超声清洗干净。该预处理后的样品称为PEEK control。
利用氧气等离子体浸没离子注入(O2PIII)处理经预处理的聚醚醚酮。具体处理工艺为：本底真空度为5×10-3Pa，气体的引入流量为30sccm，样品盘所加负偏压为15kV，注入脉宽为20微秒，注入脉冲频率为500Hz，射频功率为1000W，处理时间为180分钟。该处理后的样品称为O2PIII。
将处理后的聚醚醚酮试样浸入到含有辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲溶液中，其中辣根过氧化物酶的浓度为50μg/mL，并在4℃条件下保存12小时。然后将试样从溶液中取出，用不含辣根过氧化物酶的磷酸盐缓冲液(PBS)洗脱试样1小时，或者用2％的十二烷基硫酸钠(2％SDS)洗脱试样1小时。然后将洗脱后的试样放入24孔细胞培养板，每孔添加500微升3,3’,5,5’-四甲基联苯胺溶液并在室温中孵育3分钟，随后添加500微升2mol/L的盐酸溶液以终止反应。从每孔中取出200微升放入96孔培养板中并通过在酶标仪上测量其在450nm波长处的吸光度来反映各试样表面辣根过氧化物酶的负载量。实验结果如图10所示，图中：横坐标为各试样在辣根过氧化物酶溶液中孵育后的洗脱方法，纵坐标为450nm下的吸光度。
由图10可知，与PTFE表面辣根过氧化物酶的结果相似，没有经过等离子体处理的PEEK control试样表面负载的酶虽能够经受磷酸盐缓冲液的洗脱，但是十二烷基硫酸钠的洗脱能够完全清除表面所负载的酶，证明酶只是通过物理方式吸附在材料表面。而O2PIII处理以后试样表面负载的酶能够经受磷酸盐缓冲液以及十二烷基硫酸钠的洗脱，证明酶的负载方式是共价接枝。

Claims (13)

1.一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)通过气体等离子体浸没离子注入处理高分子材料；
2)将处理过的高分子材料在含有生物分子的溶液中进行孵育；
从而将生物分子以共价的形式接枝到高分子材料的表面，其中，所述气体选自无毒的气体；所述高分子材料选自能够经受等离子体浸没离子注入技术处理的高分子材料；
所述等离子体浸没离子注入处理所使用的气体选自氮气、氨气、氧气；
所述等离子体浸没中本底真空度为1×10-3～9×10-3Pa，气体引入流量为20～100sccm，样品盘所加负偏压为10～30kV，注入脉宽为20微秒，注入脉冲频率为500Hz，产生等离子体所使用的射频功率为1000W，注入时间为60～180分钟。
2.根据权利要求1所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述高分子材料选自聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚醚醚酮、聚乳酸、聚乙醇酸、聚氨酯、聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物、聚丁二酸丁二醇酯、聚己 内酯、聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述生物分子选自多糖、多肽、蛋白质、细胞因子。
4.根据权利要求3所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述多糖选自肝素，多肽选自水蛭素，蛋白质选自辣根过氧化物酶或跨膜糖蛋白CD47，细胞因子选自人基质细胞衍生因子1α。
5.根据权利要求1或3所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述含有生物分子的溶液为溶解了生物分子并能使其保持活性的缓冲液体系，在含有生物分子的溶液中孵育的温度和时间需保证孵育期间生物分子能够保持生物活性。
6.根据权利要求5所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述使生物分子保持活性的缓冲液体系选自磷酸盐缓冲液或生理盐水。
7.根据权利要求5所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述处理过的高分子材料在含有生物分子的溶液中的孵育是指将具有生物活性的大分子溶解在磷酸盐缓冲液中，并在4℃条件下孵育12小时以上。
8.根据权利要求5所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，所述生物分子在等离子体浸没离子注入处理后的高分子材料表面的负载量通过孵育时所使用的生物溶液的浓度来调节，以及生物溶液的浓度为10-2000μg/mL之间。
9.根据权利要求5所述的一种基于等离子体浸没离子注入技术的高分子材料表面改性方法，其特征在于，通过在两种以上生物分子的共混合溶液中孵育一段时间实现相应的生物分子在等离子体浸没离子注入处理后的高分子材料表面的同时负载。
10.一种表面以生物分子共价接枝修饰的高分子材料，其特征在于，使用上述任一项权利要求中的生物分子及高分子材料，且所述生物分子在高分子材料表面上的共价接枝根据相应上述任一项权利要求所述的方法制备。
11.权利要求10所述的一种表面以生物分子共价接枝修饰的高分子材料的用途，其特征在于：用于生物医用材料。
12.根据权利要求11所述的高分子材料的用途，其特征在于：用于医用功能性材料、医用生物活性材料。
13.根据权利要求11所述的高分子材料的用途，其特征在于：用于医用植入材料。
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