CN109432512A - 在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用材料及其应用 - Google Patents

在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用材料及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用材料及其应用,涉及医用材料表面改性技术领域。该在医用材料表面引入锌离子的方法包括:将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合后得到反应体系溶液;将待负载材料在反应体系溶液中静置;反应体系溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为1‑2mg/mL,多巴胺的浓度为1‑3mg/mL,锌盐的浓度为60‑6000uM;静置时间为15‑30h。该表面负载锌离子的医用材料应用上述方法制备而得,材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物,该材料可以促进内皮细胞的生长。采用上述表面负载锌离子的医用材料制备医用材料,可以有效促进内皮细胞的生长,具有十分广泛的应用前景。

Description

在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用 材料及其应用
技术领域
本发明涉及医用材料表面改性技术领域,且特别涉及在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用材料及其应用。
背景技术
随着血管疾病的逐年增加,心血管材料的研究已成为研究热点。血管支架的植入是治疗血管疾病的一种方法。但血管支架的植入仍然存在材料植入晚期及晚期动脉再狭窄等问题,因此,促内皮化成为了治疗再狭窄的关键。
因此,制备得到能够促进细胞增长、促进内皮细胞活性的材料具有十分广阔的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,旨在通过多巴胺将锌离子引入材料表面,能够促进内皮细胞活性。
本发明的另一目的在于提供一种表面负载锌离子的医用材料,其表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物,该材料可以有效提高内皮细胞活性。
本发明的第三目的在于提供上述表面负载锌离子的医用材料的应用,采用此种材料制备的医用材料可以有效促进内皮细胞活力。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出了一种在医用材料表面引入锌离子的方法,包括如下步骤:
将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合后得到反应体系溶液;
将待负载材料在反应体系溶液中静置;
优选地,反应体系溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为1-2mg/mL,多巴胺的浓度为1-3mg/mL,锌盐的浓度为60-6000uM;静置时间为 15-30h;
更优选地,反应体系溶液中,锌盐的浓度为300-3000uM。
本发明还提出一种表面负载锌离子的医用材料,应用上述在医用材料表面引入锌离子的方法制备而得,材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物。
本发明还提出上述表面负载锌离子的医用材料在制备医用器材中的应用,其中,医用器材包括血管支架。
本发明实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法的有益效果是:其通过将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合形成反应体系溶液,将待负载材料在反应系统中静置。在静置过程中,多巴胺一方面与高浓度三羟甲基氨基甲烷混合可发生自聚合反应,同时多巴胺还与锌离子发生螯合,从而将锌离子引入材料表面。
本发明实施例还提供一种表面负载锌离子的医用材料,应用上述在医用材料表面引入锌离子的方法制备而得,材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物,该材料可以促进内皮细胞的生长。采用上述表面负载锌离子的医用材料制备医用材料,可以有效促进内皮细胞的生长,具有十分广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中材料表面沉积的原理图;
图2为材料表面锌高分辨率测试结果图;
图3为材料表面培养内皮细胞株1天的荧光图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的在医用材料表面引入锌离子的方法、表面负载锌离子的医用材料及其应用进行具体说明。
本发明实施例提供的一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其包括如下步骤:
S1、反应体系溶液的配置
将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合后得到反应体系溶液;优选地,反应体系溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为1-2mg/mL,多巴胺的浓度为1-3mg/mL,锌盐的浓度为60-6000uM;更优选地,锌盐的浓度为300-3000uM。
需要说明的是,发明人发现采用三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐为原料配置的反应体系溶液,其pH易于控制能够使锌离子有效地沉积,并且三种组分的用量需要控制在一定范围内才能使反应过程的酸碱度控制在合理的区间内,接近中性的pH较为合适。若三种组分的用量超出上述范围则会影响体系的碱度,进而影响锌离子的沉积。
锌盐为硝酸锌、氯化锌和硫酸锌中的任意一种;优选为氯化锌。理论上采用以上几种锌盐均能够达到锌离子沉积的效果,但是采用氯化锌之外的其他锌盐容易发生水解,会影响体系的碱度。
锌是人体必需微量元素,是体内300多种酶的组成成分。锌离子在细胞内主要有三种作用:催化作用、结构作用、调节作用。锌离子能够有效促进细胞的增长,对内皮细胞的生长有一定的帮助。但是,锌离子对细胞有双向作用,低浓度可以促进细胞的增长,高浓度又会抑制细胞的生长,因此合适的锌对内皮细胞的生长有一定的帮助。发明人通过控制反应体系溶液中各组分的用量,控制锌离子的沉积量,使最终得到的产品中锌离子的浓度适宜,有效促进内皮细胞的生长。
发明人对反应体系中各组分的浓度进行了优化,优选地,反应体系溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.8-1.5mg/mL,多巴胺的浓度为 1.5-2.5mg/mL,锌盐的浓度为300-3000uM。三种组分的用量控制在上述范围内可以使锌离子有效的沉积并使锌离子的浓度控制在优选的范围内,以达到更好地促进内皮细胞生长的目的。
进一步地,反应体系溶液的制备过程包括:将氯化锌、三羟甲基氨基甲烷和多巴胺分别溶于水得到氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液;然后将氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合。其中,氯化锌溶液的浓度为1200-12000uM,三羟甲基氨基甲烷溶液的浓度为2.5-8mg/mL,多巴胺溶液的浓度为 3-10mg/mL。在实践过程中先将三种原料配置成合理的浓度范围便于在后续混合时混合均匀,也能够防止混料过程中出现局部浓度过高的现象,影响沉积效果。
优选地,在反应体系溶液的制备过程中是先将三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合,再与氯化锌溶液混合。混料顺序的调控主要是能够避免锌离子的提前反应沉积,避免原料的浪费。
具体地,待负载材料选自硅片、载玻片和不锈钢中的任意一种;优选为不锈钢。待负载材料的材质可以为多种,不限于以上列举的几种,采用不锈钢便于负载和实验操作。可以根据需要应用的具体元器件的材质需求进行材料的选择。
在一些实施例中,可以根据选择待负载材料的种类对材料进行打磨、抛光等操作,同时配合超声清洗剂用清水、丙酮、无水乙醇进行清洗,以使锌离子更容易沉积在材料表面。
S2、锌离子的引入
将待负载材料在反应体系溶液中静置;优选地,静置时间为 15-30h。如附图1所示,在静置过程中,多巴胺一方面与高浓度三羟甲基氨基甲烷混合可发生自聚合反应,同时多巴胺还与锌离子发生螯合,从而将锌离子引入材料表面。
具体地,待负载材料在反应体系溶液中静置过程包括:将待负载材料放入孔板中,在孔板的每孔中加入0.8-1.5mL反应体系溶液;优选地,孔板为24孔板。24孔板为现有的实验用器材,其能够使静置过程中的沉积更加均匀。
在一些实施例中,在医用材料表面引入锌离子的方法还包括对静置后的材料进行清洗并烘干;优选地,烘干过程是在40-60℃的温度条件下干燥3-6h。通过多次水洗的方式对反应后的板材进行洗涤,以去除未反应的原料,经过低温干燥后制备得到负载锌离子的板材。
本发明实施例还提供了一种表面负载锌离子的医用材料,应用上述在医用材料表面引入锌离子的方法制备而得,材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物。
上述表面负载锌离子的医用材料可以在制备医用材料中得到应用,其中,医用器材包括血管支架。制备得到的血管支架可以充分发挥材料本身促进内皮细胞生长的优势,有利于提高治疗的效果。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将氯化锌溶于水制备浓度为1200uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为2mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置2.23mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:10:9的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为60uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1mg/mL,多巴胺的浓度为 1mg/mL。
最后,将不锈钢片放入24孔板中,每孔加入0.8mL反应体系溶液,在室温下静置15h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于40℃的温度条件下干燥6h。
实施例2
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将氯化锌溶于水制备浓度为12000uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为8mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置6mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:1:2的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为3000uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为2mg/mL,多巴胺的浓度为 3mg/mL。
最后,将不锈钢片浸入反应体系溶液,在室温下静置30h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于60℃的温度条件下干燥3h。
实施例3
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将氯化锌溶于水制备浓度为1200uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为8mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置2.3mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:0.4:2.6的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为300uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.8mg/mL,多巴胺的浓度为1.5mg/mL。
最后,将不锈钢片放入24孔板中,每孔加入1.5mL反应体系溶液,在室温下静置20h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于50℃的温度条件下干燥4h。
实施例4
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将氯化锌溶于水制备浓度为12000uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为2.4mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置8mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:2:1的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为3000uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为2mg/mL。
最后,将不锈钢片放入24孔板中,每孔加入1.5mL反应体系溶液,在室温下静置24h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于50℃的温度条件下干燥4h。
实施例5
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其具体步骤与实施例4大致相同,反应体系溶液中多巴胺和三羟甲基氨基甲烷的浓度不变,而氯化锌的浓度为300uM。(具体地,将氯化锌溶于水制备浓度为1200uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为2.4mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置8mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:2:1的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为300uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为2mg/mL。)
实施例6
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其具体步骤与实施例4大致相同,反应体系溶液中多巴胺和三羟甲基氨基甲烷的浓度不变,而氯化锌的浓度为60uM。(具体地,将氯化锌溶于水制备浓度为1200uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为2.4mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置4.44mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为1:10:9的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为60uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为2mg/mL。)
实施例7
本实施例提供一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其具体步骤与实施例4大致相同,反应体系溶液中多巴胺和三羟甲基氨基甲烷的浓度不变,而氯化锌的浓度为6000uM。(具体地,将氯化锌溶于水制备浓度为12000uM的氯化锌溶液,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水配置浓度为4.8mg/mL的三羟甲基氨基甲烷溶液,将多巴胺溶于去离子水配置8mg/mL的多巴胺溶液。然后将体积比为2:1:1的氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液混合制备得到反应体系溶液。在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为6000uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为2mg/mL。)
对比例1
本对比例提供一种在材料表面引入多巴胺的方法,其具体步骤与实施例4大致相同,不同之处在于:在反应体系溶液中不加入氯化锌溶液。(仅发生多巴胺的沉积)
对比例2
本对比例提供一种在材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将三羟甲基氨基甲烷溶于去离子水后再加入氯化锌和多巴胺得到反应体系溶液,且在反应体系溶液中,氯化锌的浓度为 3000uM,三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为 2mg/mL。
最后,将不锈钢片放入24孔板中,每孔加入1.5mL反应体系溶液,在室温下静置24h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于50℃的温度条件下干燥4h。
对比例3
本对比例提供一种在材料表面引入锌离子的方法,其包括以下步骤:
首先,将316L不锈钢圆片在抛光机上进行打磨,抛光,直至粗糙表面抛光至镜面光滑。然后将不锈钢样品在超声清洗机中分别用清水、丙酮和无水乙醇清洗一次至表面超声时无大量气泡产生,将样品吹干并干燥保存备用。
其次,将多巴胺、三羟甲基氨基甲烷和水混合得到第一反应体系溶液,使第一反应体系溶液中三羟甲基氨基甲烷的浓度为1.2mg/mL,多巴胺的浓度为2mg/mL。将不锈钢片放入24孔板中,每孔加入 1.5mL第一反应体系溶液,在室温下静置24h。
最后,再在第一反应体系溶液中加入氯化锌搅拌溶解后得到第二反应体系溶液,使氯化锌在第二反应体系溶液中的浓度为3000uM。将不锈钢片将第二反应体系溶液中静置24h,然后用清水清洗不锈钢片3次后于50℃的温度条件下干燥4h。
对比例4
本对比例提供一种在材料表面引入锌离子的方法,其具体步骤与对比例3大致相同,不同之处仅在于:不锈钢片在第一反应体系溶液中静置2h。
试验例1
采用ICP-MS测试实施例4和实施例5中制备得到的样品中的锌元素的密度,测试结果显示:实施例4中锌离子密度为863.11ng/cm2,实施例5中锌离子的密度为694.17ng/cm2
可见,样品表面锌的密度与引入锌离子的浓度成剂量依赖性,说明锌离子成功引入材料表面,且样品表面锌有差异。
对实施例4、实施例5中样品表面进行XPS半定量检测,并和对比例1的测试进行对比,结果如图2中所示。可以看出锌的峰高随着锌离子浓度升高而升高,说明我们样品上的锌被DA螯合上去了,且样品之间有差异。
试验例2
测试实施例4、实施例5和对比例1中制备得到材料对内皮细胞活性的影响,测试方法:在材料表面种同种浓度的内皮细胞株,生长一天,通过罗丹明染料对细胞的线粒体染色,采用荧光显微镜测试材料表面培养内皮细胞的荧光图,结果见图3。图3中DA表示对比例1,Z-300表示实施例5,Z-3000表示实施例4。
由图3可知,实施例4中在锌离子浓度较高时内皮细胞的活性也越好,且引入低浓度锌离子后相对于只引入多巴胺时细胞活性也有所增加。发明人发现,在引入锌离子浓度为3000um以下时,锌离子浓度越高,内皮细胞活性越好。
试验例3
测试实施例4-7以及对比例1-3中内皮细胞活性值,测试方法:将内皮细胞株种在材料表面,生长1天后进行CCK-8进行细胞活力检测,测试结果见表1。
表1内皮细胞表面活性值测试结果
由实施例4-7的测试结果可知,锌离子浓度越高,细胞活力越好,说明通过此方法引入锌离子可以促进内皮细胞的生长,且细胞活力与锌离子浓度呈正相关的关系。再结合实施例4和实施例7可知,锌离子用量并不是越多越好,实施例7中锌离子浓度增加但是内皮细胞表面活性值反而下降。
对比实施例4和对比例2-4可知,在多巴胺的自聚合反应以及多巴胺与锌离子的螯合作用同时发生的情况下,多巴胺和锌离子在材料表面沉积制备得到的材料促进内皮细胞生长的效果最佳。相比与对比例2中采用三羟甲基氨基甲烷溶解、对比例3中多巴胺先聚合完全再与锌离子螯合沉积以及对比例4中多巴胺先部分聚合等技术方案,本发明实施例中的两种反应同时发生而进行沉积制备的材料更能够促进内皮细胞的活力。
综上所述,本发明提供的一种在医用材料表面引入锌离子的方法的有益效果是:其通过将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合形成反应体系溶液,将待负载材料在反应系统中静置。在静置过程中,多巴胺一方面与高浓度三羟甲基氨基甲烷混合可发生自聚合反应,同时多巴胺还与锌离子发生螯合,从而将锌离子引入材料表面。
本发明实施例提供的一种表面负载锌离子的医用材料,应用上述在医用材料表面引入锌离子的方法制备而得,材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物,该材料可以促进内皮细胞的生长。采用上述表面负载锌离子的医用材料制备医用材料,可以有效促进内皮细胞的生长。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,包括如下步骤:
将三羟甲基氨基甲烷、多巴胺和锌盐混合后得到反应体系溶液;
将待负载材料在所述反应体系溶液中静置;
优选地,所述反应体系溶液中所述三羟甲基氨基甲烷的浓度为1-2mg/mL,所述多巴胺的浓度为1-3mg/mL,所述锌盐的浓度为60-6000uM;静置时间为15-30h;
更优选地,所述反应体系溶液中,所述锌盐的浓度为300-3000uM。
2.根据权利要求1所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述锌盐为硝酸锌、氯化锌和硫酸锌中的任意一种;优选为氯化锌。
3.根据权利要求1或2中所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述反应体系溶液中所述三羟甲基氨基甲烷的浓度为0.8-1.5mg/mL,所述多巴胺的浓度为1.5-2.5mg/mL,所述锌盐的浓度为300-3000uM。
4.根据权利要求2所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述反应体系溶液的制备过程包括:将氯化锌、三羟甲基氨基甲烷和多巴胺分别溶于水得到氯化锌溶液、三羟甲基氨基甲烷溶液和多巴胺溶液;然后将所述氯化锌溶液、所述三羟甲基氨基甲烷溶液和所述多巴胺溶液混合;
其中,所述氯化锌溶液的浓度为1200-12000uM,所述三羟甲基氨基甲烷溶液的浓度为2.5-8mg/mL,所述多巴胺溶液的浓度为3-10mg/mL。
5.根据权利要求4所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,在所述反应体系溶液的制备过程中是先将所述三羟甲基氨基甲烷溶液和所述多巴胺溶液混合,再与所述氯化锌溶液混合。
6.根据权利要求1所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述待负载材料选自硅片、载玻片和不锈钢中的任意一种;优选为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述待负载材料在所述反应体系溶液中静置过程包括:将所述待负载材料放入孔板中,在所述孔板的每孔中加入0.8-1.5mL所述反应体系溶液;
优选地,所述孔板为24孔板。
8.根据权利要求1所述的在医用材料表面引入锌离子的方法,其特征在于,所述在医用材料表面引入锌离子的方法还包括对静置后的材料进行清洗并烘干;
优选地,烘干过程是在40-60℃的温度条件下干燥3-6h。
9.一种表面负载锌离子的医用材料,其特征在于,应用权利要求1-7中任一项所述的在医用材料表面引入锌离子的方法制备而得,所述材料表面沉积有多巴胺和锌离子的螯合物。
10.根据权利要求9所述的表面负载锌离子的医用材料在制备医用器材中的应用,其中,所述医用器材包括血管支架。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111926562A (zh) * 2020-07-08 2020-11-13 武汉纺织大学 一种ZIF-8复合TiO2的功能织物及其制备方法
CN113018500A (zh) * 2021-03-10 2021-06-25 西华师范大学 一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104028742A (zh) * 2014-05-27 2014-09-10 华南理工大学 钛纳米棒-聚多巴胺-共掺杂锌和银复合材料及其制备与应用
US20160355688A1 (en) * 2013-03-14 2016-12-08 W. L. Gore & Associates, Inc. Coating For A Surface
KR101739955B1 (ko) * 2016-01-06 2017-05-26 한국과학기술연구원 배양세포 유래 세포외 기질을 포함하는 스텐트 및 이의 제조 방법
CN107115559A (zh) * 2017-05-10 2017-09-01 厦门大学 在医用金属表面制备纳米银抗菌涂层的方法
CN107335093A (zh) * 2017-08-18 2017-11-10 四川大学 具有表面定向功能修饰涂层的多孔支架及其制备方法
CN108212193A (zh) * 2018-01-25 2018-06-29 华中科技大学 负载金属纳米粒子的纤维状催化剂的制备及应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160355688A1 (en) * 2013-03-14 2016-12-08 W. L. Gore & Associates, Inc. Coating For A Surface
CN104028742A (zh) * 2014-05-27 2014-09-10 华南理工大学 钛纳米棒-聚多巴胺-共掺杂锌和银复合材料及其制备与应用
KR101739955B1 (ko) * 2016-01-06 2017-05-26 한국과학기술연구원 배양세포 유래 세포외 기질을 포함하는 스텐트 및 이의 제조 방법
CN107115559A (zh) * 2017-05-10 2017-09-01 厦门大学 在医用金属表面制备纳米银抗菌涂层的方法
CN107335093A (zh) * 2017-08-18 2017-11-10 四川大学 具有表面定向功能修饰涂层的多孔支架及其制备方法
CN108212193A (zh) * 2018-01-25 2018-06-29 华中科技大学 负载金属纳米粒子的纤维状催化剂的制备及应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIYU DING 等: "Rapid mussel-inspired synthesis of PDA-Zn-Ag", 《COLLOIDS AND SURFACES B: BIOINTERFACES》 *
张晓蕾 等: "锌离子对人脐静脉内皮细胞的影响", 《中国循证心血管医学杂志》 *
潘双: "镁离子与锌离子对人血管内皮细胞", 《锦州医科大学学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111926562A (zh) * 2020-07-08 2020-11-13 武汉纺织大学 一种ZIF-8复合TiO2的功能织物及其制备方法
CN111926562B (zh) * 2020-07-08 2022-11-08 武汉纺织大学 一种ZIF-8复合TiO2的功能织物及其制备方法
CN113018500A (zh) * 2021-03-10 2021-06-25 西华师范大学 一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法
CN113018500B (zh) * 2021-03-10 2022-04-12 西华师范大学 一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法

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