CN114796624A - 一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层及其制备方法；涂层组分和百分含量为：氨基功能化的两性离子微凝胶含量为32.2～66.6wt％，含儿茶酚组分的化合物为26.6～64.5wt％，多氨基的化合物为3.2～6.6wt％。通过分散聚合制备氨基功能化的两性离子微凝胶；将纯化后的氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、多氨基的化合物分散在pH＝8.5的Tris‑HCl缓冲液中，通过氧化共沉积制备两性离子微凝胶涂层；本发明工艺简单，条件温和；所制备的两性离子微凝胶涂层模拟鱼皮表面的微结构，具有优异的超亲水性、稳定性和抗凝血性能，在血液接触医疗器械领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域，特别涉及一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层及其制备方 法。
背景技术
植入式医疗器械如心脏瓣膜、血管内支架、关节假体、人工血管等已广泛应用于临床治疗 中。虽然这些植入物挽救了患者的生命，然而必不可免的造成蛋白质、血小板及细胞在其表面 的非特异性粘附，从而引发凝血和血栓形成，导致植入失败，甚至危及患者生命。目前，防止 医疗器械表面蛋白质的非特异性吸附是抑制血栓形成的有效策略。两性离子聚合物(如磷酸胆 碱、羧酸甜菜碱、磺酸甜菜碱)是分子中同时含有等量正负电荷的聚合物，可通过比氢键更强 的与水分子的静电诱导相互作用而结合更为大量的水，而赋予其独特的超高抗蛋白质非特异吸 附性能。有鉴于此，专利文献CN102391539A、CN107064072A、CN111333759A和 CN103214636A等利用原子转移自由基聚合在基底表面制备了两性离子聚合物刷涂层。然而， 该方法需要严格的除氧气过程和有毒过渡金属催化剂的使用，无法实现规模化生产，同时涂层 厚度不足100nm，缺乏稳定性。近年来，专利文献CN111481743A、CN113045698A、 CN110204650A、CN106421906A还提出利用自由基聚合制备两性离子共聚物，并通过共价接 枝策略将其固定在基材表面上。然而该方法接枝效率低，难以实现两性离子基团对基材的完全 覆盖。此外，一些共聚单体的引入还影响涂层的整体防污性能，增加血栓形成的风险。因此， 通过简单的工艺制备具有高密度两性离子基团的抗凝血涂层仍是一个亟待解决的难题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有两性离子聚合物涂层制备过程繁琐、接枝效率低和 稳定性不足等缺点，提供一种制备过程简单、具有高密度两性离子基团和良好的稳定性的抗凝 血涂层及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
本发明实施例提供一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层及其制备方法：将氨基功能化的两 性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物和多氨基的化合物在碱性条件下，通过氧化共沉积形成 两性离子微凝胶涂层；儿茶酚基团间的共价/非共价作用提供了对基材的强力结合，而儿茶酚 基团和氨基之间的迈克尔加成和席夫碱反应实现对微凝胶的共价锚定；氨基功能化的两性离子 微凝胶用于模拟鱼皮表面的微结构，以得到一种具有良好稳定性和仿生微结构两性离子微凝胶 涂层。
一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层，该涂层由氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚 组分的化合物、多氨基的化合物组成，组分和百分含量为：氨基功能化的两性离子微凝胶含量 为32.2～66.6wt％，含儿茶酚组分的化合物为26.6～64.5wt％，多氨基的化合物为3.2～6.6wt％。
本发明的一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层制备方法，包括如下步骤：
(1)通过分散聚合制备氨基功能化的两性离子微凝胶：在氮气气氛下，配制质量比为0.1: 1～1:1的去离子水和乙醇的混合溶液，加入质量分数为5～10wt％两性离子单体、含氨基单体、 引发剂过硫酸铵、分散剂聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌均匀，然后加入交联剂N,N-亚甲基双丙 烯酰胺，在40～80℃反应2～24小时得到微凝胶悬浮液，在1000～7000rpm转速下离心得到沉 淀物，并用乙醇洗涤3次，得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)将纯化后的氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、多氨基的化合 物以质量比为1～5:1:0.1～0.5均匀分散在pH＝8.5的Tris-HCl缓冲液中以得到混合溶液，将待 改性基材浸没到混合溶液底部，通过氧化共沉积2～24小时以制备两性离子微凝胶涂层。
优选条件如下：
步骤(1)中所述两性离子单体为甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、甲基丙烯酰乙 基羧基甜菜碱(CBMA)、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)、三甲胺N-氧化物两性离 子化合物(TMAO)或上述衍生物中的一种。
步骤(1)中所述含氨基单体为烯丙基胺、2-氨基乙基甲基丙烯酸酯、N-(3-氨丙基)甲基丙 烯酰胺中的一种。
步骤(1)中所述含氨基单体是两性离子单体质量的5～50％。
步骤(1)中所述引发剂过硫酸铵为两性离子单体质量的0.1～1％。
步骤(1)中所述分散剂聚乙烯吡咯烷酮为两性离子单体质量的10～30％。
步骤(1)中所述交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺是两性离子单体质量的1～10％。
步骤(2)中所述含儿茶酚组分的化合物为单宁酸、没食子酸、多巴胺或邻苯二酚中的一 种。
步骤(2)中所述多氨基的化合物为聚乙烯亚胺及其衍生物、壳聚糖、乙二胺、己二胺或 三羟甲基氨基甲烷中的一种。
步骤(2)中所述待混合溶液的质量分数为0.5～10wt％。
步骤(2)中所述待改性基材为涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯、硅橡胶、 聚乳酸、不锈钢或镁铝合金中的一种。
本发明公开了一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层及其制备方法；通过分散聚合制备氨基 功能化的两性离子微凝胶；将纯化后的氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、 多氨基的化合物按照一定质量比分散在pH＝8.5的Tris-HCl缓冲液中，通过氧化共沉积制备 两性离子微凝胶涂层；本发明制备工艺简单，条件温和，具有普适性；所制备的两性离子微凝 胶涂层模拟鱼皮表面的微结构，具有优异的超亲水性、稳定性和抗凝血性能，在血液接触医疗 器械领域具有良好的应用前景。
傅里叶红外光谱表征：
采用Bruker TENSOR 27型红外光谱仪对氨基功能化的两性离子微凝胶进行傅里叶红外光 谱表征，将制备氨基功能化的两性离子微凝胶经冷冻干燥，并研磨成粉，样品用KBr压片制 备，扫描范围为4000-400cm-1，扫描次数为32次。从红外谱图可以看出，氨基功能化的两性 离子微凝胶在1640cm-1和1544cm-1出现了属于-NH的弯曲振动峰。
扫描电镜下表面形貌分析：
使用用场发射扫描电子显微镜(SEM)(HITACHI S-4800,Hitachi)观察所制备的氨基功 能化的两性离子微凝胶及其涂层的表面形貌。将所有待测样品在氩气保护下喷金处理75秒， 以增强样品的导电性能。然后在加速电压为3KV，工作距离为5-15mm的条件下，对样品表面 形貌进行拍照观察，可以看出所制备的氨基功能化的两性离子微凝胶大小均一，呈单分散的球 形颗粒。所制备的涂层表面具有规则的拓扑结构，类似于鱼皮表面微结构。
水接触角测试：
采用上海中晨光学接触角测量仪JC2000FM测量两性离子微凝胶涂层表面的静态接触角。 首先将样品放置在样品台上，调节样品和摄像机焦距，然后将3μL的去离子水滴在样品表面， 当液滴与材料表面的夹角恒定不变时，进行读数和拍照，通过读数可知所制备的微凝胶涂层的 接触角低于5°。
抗蛋白质吸附测试：
将涂覆/未涂覆两性离子微凝胶涂层的样品浸入PBS溶液中进行充分的水合。将所有的样 品分别浸入到5mg/mL纤维蛋白原溶液中，在37℃下孵育2小时。将样品取出后用PBS缓慢 冲洗3次，以除去表面物理吸附的纤维蛋白原。然后将样品置于含有2wt％SDS溶液中，通 过超声处理30分钟以脱除样品表面吸附的纤维蛋白原。吸取100μL蛋白溶液和50μL的BCA 试剂加入到96孔板中，在37℃孵育2小时，通过多功能酶标仪检测其在562nm处吸光度值， 通过读数可知，涂覆前样品表面吸附蛋白的吸光度值均高于0.6，而两性离子微凝胶涂层表面 吸附蛋白的吸光度值均低于0.15。
稳定性测试：
将涂覆两性离子微凝胶涂层的基材，固定在250mL的烧杯的内壁上，向其中加入150mL PBS溶液，通过磁力搅拌器设置转速成300rpm/min，在连续剪切14天后取出样品，进行水接 触角测试，通过读数可知，剪切14天前后，涂覆两性离子微凝胶涂层的接触角几乎保持一致。
抗凝血测试：
通过兔离体血液循环实验评估了涂覆/未涂覆两性离子微凝胶涂层的样品的抗凝血性能， 具体实验操作如下：选取2.5～3.5kg的雄性新西兰大白兔作为实验对象，将戊巴比妥(15-20 mg/kg)注射到兔子体内对其进行麻醉。将涂覆/未涂覆两性离子微凝胶涂层的样品卷曲并紧贴 到商业的硅胶导管内壁，将导管两端与24号留置针相连接。将留置针以斜30°角的方向插入 到颈部的动脉血管，待血液从另一端的留置针流出，用止血钳夹紧动脉血管，将另一端的留置 针以同样的方式插入颈部的静脉血管，然后松开止血钳，保持血液流通，以形成新西兰大白兔 颈部动静脉半体血液循环回路。血液循环2个小时后，用止血钳夹紧动静脉血管，取出留置针， 用PBS缓慢冲洗导管，将导管内卷曲得到样品取出，并对实验前后的样品进行称重，通过读 数可知未涂覆两性离子微凝胶涂层的样品表面血栓重量超过25mg，而涂覆两性离子微凝胶涂 层的样品表面血栓的重量低于10mg。此外，所有样品用2.5wt％的戊二醛溶液固定4小时， 然后通过50wt％，60wt％，80wt％，90wt％和100wt％乙醇/水溶液进行梯度脱水，使用SEM 和相机分别进行拍照观察。通过SEM和光学照片可知，未涂覆两性离子微凝胶涂层的样品表 面存在明显的血栓，主要由交联的纤维蛋白和红细胞组成。而涂覆两性离子微凝胶涂层的样品 表面几乎没有血栓，仅观察到少量的红细胞和血小板附着。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明中的氨基功能化的两性离子微凝胶制备工艺简单，成本低，产率较高，适宜 大规模制备。
(2)本发明通过氧化共沉积氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、多 氨基的化合物制备两性离子微凝胶涂层。与传统的两性离子聚合物刷或共聚物涂层相比，该方 法容易得到具有高密度两性离子基团的涂层，同时又模仿鱼皮表面的微结构，赋予其超亲水特 性，具有优异的抗蛋白吸附和抗凝血性能。
(3)本发明制备得到的仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层，含儿茶酚组分的化合物不仅通 过非共价键作用力，提供对各种基材表面强大的锚定。此外，还与含氨基的化合物或氨基功能 化的两性离子微凝胶通过迈克尔加成反应和席夫碱反应，实现了两性离子微凝胶共价固定。因 此，使得该涂层同时兼具优异的抗凝血性能和良好的稳定性。
附图说明
图1是实施例1中制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的红外谱图。
图2是实施例1、2和3中制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的SEM图。
图3是实施例1中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。
图4是聚氨酯基材和实施例1中制备的两性离子微凝胶涂层的静态水接触角。
图5是实施例2中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。
图6是实施例3中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。
图7是实施例4中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。
图8是实施例1、2、3及4中制备的两性离子微凝胶涂层的抗蛋白吸附性能的结果。
图9是实施例4中制备的两性离子微凝胶涂层的稳定性测试结果。
图10是血液循环2小时后实施例5中制备的涂覆/未涂覆两性离子微凝胶涂层表面的(A) 血栓照片、(B)SEM图和(C)血栓质量。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局 限于下面的实施例
实施例1
(1)称取6g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、60mg过硫酸钾、1.8g聚乙烯吡 咯烷酮、6g去离子水和54g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速度 进行搅拌，反应温度设置为80℃。随着混合物变得混浊，将600mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和 3g2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应2小时，得到乳 白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过2000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干 燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。如图1所示，制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的红外谱图。从红外谱图可以看出，氨基功能化的两性离子微凝胶在1640cm-1和1544cm-1出现了属于-NH的弯曲振动峰，表明成功制备了氨基功能化的两性离子微凝胶。
图2(A)是对实施例1中制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的SEM。SEM图结果表明 氨基功能化的两性离子微凝胶大小均一，呈单分散的球形颗粒，这些结果说明所制备的氨基功 能化的两性离子微凝胶具有良好的可控性。
(2)以聚氨酯作为改性基材，将聚氨酯片通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有 0.5g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g没食子酸及0.5g聚乙烯亚胺(Mw＝600)的pH＝8.5 的100mL的Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积2小时 后，取出聚氨酯片，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
图3是实施例1中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。从图中可以看出聚氨酯基材表 面均沉积了均匀且致密的两性离子微凝胶涂层，并且涂层的表面具有规则的凸起微结构，与鱼 皮的表面结构相似，这种规则微结构有助于提高其亲水性。
图4是聚氨酯基材和实施例1中制备的两性离子微凝胶涂层的水接触角。从图中结果可以 得知，聚氨酯基材由于其疏水性，其接触角为93.1±0.2°，相比之下，由于两性离子微凝胶致 密且均匀的沉积，两性离子微凝胶涂层的接触角均小于5°，表现出超亲水特性，这将有助于 增强其防蛋白吸附和抗凝血性能。
实施例2
(1)称取4.5g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、20mg过硫酸铵、0.9g聚乙烯吡咯烷酮、15g去离子水和45g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速 度进行搅拌，反应温度设置为40℃。随着混合物变得混浊，将100mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和2.2g 2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应24小时，得 到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过1000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真 空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
图2(B)是对实施例2中制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的SEM。SEM图结果表明 氨基功能化的两性离子微凝胶大小均一，呈单分散的球形颗粒，这些结果说明所制备的氨基功 能化的两性离子微凝胶具有良好的可控性。
(2)以聚四氟乙烯作为改性基材，聚四氟乙烯板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置 于含有0.3g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g多巴胺盐酸盐及0.3g聚乙烯亚胺(Mw＝600) 的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共 沉积24小时后，取出聚四氟乙烯板，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶 涂层。
图5是实施例2中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。从图中可以看出聚四氟乙烯基 材表面均沉积了均匀且致密的两性离子微凝胶涂层，并且涂层的表面具有规则的凸起微结构， 与鱼皮的表面结构相似，这种规则微结构有助于提高其亲水性。
实施例3
(1)称取6g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、20mg过硫酸铵、0.3g聚乙烯吡 咯烷酮、6g去离子水和54g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速 度进行搅拌，反应温度设置为40℃。随着混合物变得混浊，将300mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺 和0.8g N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应20小时，得到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过7000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
图2(C)是对实施例3中制备的氨基功能化的两性离子微凝胶的SEM。SEM图结果表明 氨基功能化的两性离子微凝胶大小均一，呈单分散的球形颗粒，这些结果说明所制备的氨基功 能化的两性离子微凝胶具有良好的可控性。
(2)以不锈钢作为改性基材，不锈钢板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.45 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g多巴胺盐酸盐及0.2g乙二胺的pH＝8.5的100mL的 Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积16小时后，取出不 锈钢板，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
图6是实施例3中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。从图中可以看出不锈钢基材表 面均沉积了均匀且致密的两性离子微凝胶涂层，并且涂层的表面具有规则的凸起微结构，与鱼 皮的表面结构相似，这种规则微结构有助于提高其亲水性。
实施例4
(1)称取4g三甲胺-两性离子化合物(TMAO)、3mg偶氮二异丁腈、0.3g聚乙烯吡 咯烷酮、6g去离子水和54g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速 度进行搅拌，反应温度设置为60℃。随着混合物变得混浊，将30mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺 和0.15g烯丙基胺缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应14小时，得到乳白色微凝 胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过4500rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干燥得到纯 化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚氯乙烯作为改性基材，聚氯乙烯板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含 有0.1g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g没食子酸及0.1g聚乙烯亚胺(Mw＝600)的pH＝8.5 的100mL的Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积24小 时后，取出聚氯乙烯板，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
图7是实施例4中制备的两性离子微凝胶涂层的SEM图。从图中可以看出不锈钢基材表 面均沉积了均匀且致密的两性离子微凝胶涂层，并且涂层的表面具有规则的凸起微结构，与鱼 皮的表面结构相似，这种规则微结构有助于提高其亲水性。
图8是实施例1、2、3及4中制备的两性离子微凝胶涂层的抗蛋白吸附性能的结果。从图 中结果可以得知，未改性的聚氯乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯和不锈钢片表面吸附了大量的纤维 蛋白原，其相应的吸光度值为：0.717±0.164、0.923±0.229、0.913±0.247和0.796±0.149。 而涂覆两性离子微凝胶涂层后，其相应的吸光度值为：0.084±0.014、0.069±0.015、0.071± 0.025和0.087±0.021。这说明涂覆两性离子微凝胶涂层后，均有效抑制纤维蛋白原的吸附， 这是由于两性离子微凝胶涂层表面的超亲水性，通过形成稳定的水合层，以减弱蛋白质与基材 间的相互作用。
图9是实施例4中制备的两性离子微凝胶涂层的稳定性测试结果。从图中结果可以得知， 在经过PBS溶液中剪切14后天，所制备的两性微凝胶涂层在稳定性测试前后的平均接触角约 为2.8°和3.1°，两组数据没有显著性差异。这说明两性离子微凝胶涂层可承受水环境下的剪 切，具有良好的稳定性，有利于在长期的血液环境下应用。
实施例5
(1)称取3g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、3mg过硫酸铵、0.3g聚乙烯吡咯 烷酮、30g去离子水和30g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速度 进行搅拌，反应温度设置为60℃。随着混合物变得混浊，将30mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和 60mg2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应8小时，得到 乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过6000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空 干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚氨酯作为改性基材，聚氨酯片通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.35 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g没食子酸及0.15g聚乙烯亚胺(Mw＝600)的pH＝8.5 的100mL的Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积18小 时后，取出聚氨酯片，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
图10是实施例5在聚氨酯片上制备仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层，并对其抗凝血性能 进行了评估。将涂覆和未涂覆两性离子微凝胶涂层的聚氨酯片卷曲到医用的硅胶管内部，然后 将硅胶管组装到新西兰白兔动静脉分流模型中，血液循环2小时后，收集所有聚氨酯片并评估 其表面血栓重量。图10(A)结果表明原始的聚氨酯片表面形成大量血栓，而涂覆两性离子微 凝胶涂层的聚氨酯片表面几乎没有血栓的形成。图10(B)结果表明未改性的聚氨酯片表面的 血栓由包含纤维蛋白、活化的血小板和红细胞的交联致密纤维网络，而涂覆两性离子微凝胶涂 层的聚氨酯片表面上几乎仍保留规则的微结构，没有观测到血小板和红细胞的粘附。图10(C) 结果进一步表明，未改性的聚氨酯片表面血栓的质量为27.6±2.5mg，而涂覆两性离子微凝胶 涂层的聚氨酯片表面血栓的质量仅为4.6±1.5mg。总之这些结果表明所制备的两性离子微凝 胶涂层具有优异的抗凝血性能，在血液接触医疗器械领域具有良好的应用前景。
实施例6
(1)称取5g甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱(CBMA)、40mg过硫酸钾、1.5g聚乙烯吡 咯烷酮、25g去离子水和35g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速 度进行搅拌，反应温度设置为80℃。随着混合物变得混浊，将600mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺 和2g N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应4小时，得到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过5000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚丙烯作为改性基材，聚丙烯板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.5 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g邻苯二酚及0.35g己二胺的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl 缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积8小时后，取出聚氯乙烯板， 用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
实施例7
(1)称取3g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、3mg过硫酸铵、0.3g聚乙烯吡咯 烷酮、30g去离子水和30g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速度 进行搅拌，反应温度设置为60℃。随着混合物变得混浊，将30mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和 60mg2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应8小时，得到 乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过6000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空 干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚氯乙烯作为改性基材，将聚氯乙烯板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于 含有0.1g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g多巴胺盐酸盐及0.1g聚乙烯亚胺(Mw＝600) 的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共 沉积24小时后，取出聚氯乙烯板，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂 层。
实施例8
(1)称取3g 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)、20mg偶氮二异丁腈、0.9g聚乙烯吡咯烷酮、15g去离子水和45g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm 的速度进行搅拌，反应温度设置为70℃。随着混合物变得混浊，将150mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和0.6g 2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应10小时， 得到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过6000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次， 真空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚氯乙烯作为改性基材，聚氯乙烯板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含 有0.3g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g单宁酸及0.25g壳聚糖的pH＝8.5的100mL的 Tris-HCl缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积12小时后，取出聚 氯乙烯板，用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
实施例9
(1)称取6g 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)、60mg偶氮二异丁腈、1.8g聚乙烯吡咯烷酮、9g去离子水和51g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm 的速度进行搅拌，反应温度设置为40℃。随着混合物变得混浊，将600mg N,N-亚甲基双丙烯 酰胺和3g N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应24小时， 得到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过3000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次， 真空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚乳酸作为改性基材，聚乳酸板通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.25 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g单宁酸及0.1g壳聚糖的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl 缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积12小时后，取出聚乳酸板， 用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
实施例10
(1)称取5g三甲胺-两性离子化合物(TMAO)、20mg过硫酸铵、1.5g聚乙烯吡咯烷酮、18g去离子水和42g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速度进 行搅拌，反应温度设置为60℃。随着混合物变得混浊，将100mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺和1.5g N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应8小时，得到乳 白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过3000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干 燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以不锈钢作为改性基材，不锈钢片通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.25 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g单宁酸及0.1g壳聚糖的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl 缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积15小时后，取出不锈钢片， 用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
实施例11
(1)本称取6g甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、60mg过硫酸钾、1.8g聚乙烯 吡咯烷酮、6g去离子水和54g乙醇加入到100mL三口烧瓶中。在氮气气氛下以300rpm的速 度进行搅拌，反应温度设置为80℃。随着混合物变得混浊，将600mg N,N-亚甲基双丙烯酰胺 和3g 2-氨基乙基甲基丙烯酸酯缓慢滴加到混合溶液中。滴加完毕后，继续反应2小时，得到乳白色微凝胶悬液。将得到的微凝胶悬液通过2000rpm离心分离，并用乙醇洗涤3次，真空干燥得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶。
(2)以聚氨酯作为改性基材，聚氨酯片通过氧等离子体处理3分钟，然后放置于含有0.1 g氨基功能化的两性离子微凝胶、0.2g单宁酸及0.3g乙二胺的pH＝8.5的100mL的Tris-HCl 缓冲液中。随着溶液的颜色从无色变为深棕色。经过氧化共沉积24小时后，取出聚氨酯片， 用去离子水冲洗，通过真空干燥，得到两性离子微凝胶涂层。
本发明公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线 等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明 显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合， 来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说 是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (10)
1.一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层，其特征在于，涂层由氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、多氨基的化合物组成；组分和质量百分含量为：氨基功能化的两性离子微凝胶含量为32.2～66.6％，含儿茶酚组分的化合物为26.6～64.5％，多氨基的化合物为3.2～6.6％；余量为水。
2.一种仿生抗凝血两性离子微凝胶涂层的制备方法；其特征是包括如下步骤：
(1)在氮气气氛下，配制质量比为0.1:1～1:1的去离子水和乙醇的混合溶液，加入质量分数为5～10％两性离子单体、含氨基单体、引发剂过硫酸铵、分散剂聚乙烯吡咯烷酮，混合搅拌均匀，然后加入交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺，在40～80℃反应2～24小时得到微凝胶悬浮液，在1000～7000rpm转速下离心得到沉淀物，并用乙醇洗涤3次，得到纯化的氨基功能化的两性离子微凝胶；
(2)将纯化后的氨基功能化的两性离子微凝胶、含儿茶酚组分的化合物、多氨基的化合物以质量比为1～5:1:0.1～0.5均匀分散在pH＝8.5的Tris-HCl缓冲液中以得到混合溶液，将待改性基材浸没到混合溶液底部，通过氧化共沉积2～24小时以制备两性离子微凝胶涂层。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述两性离子单体为甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(SBMA)、甲基丙烯酰乙基羧基甜菜碱(CBMA)、2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(MPC)、三甲胺N-氧化物两性离子化合物(TMAO)或上述衍生物中的一种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含氨基单体为烯丙基胺、2-氨基乙基甲基丙烯酸酯或N-(3-氨丙基)甲基丙烯酰胺中的一种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含氨基单体是两性离子单体质量的5～50％。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中引发剂过硫酸铵为两性离子单体质量的0.1～1％；分散剂聚乙烯吡咯烷酮为两性离子单体质量的10～30％；交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺是两性离子单体质量的1～10％。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述含儿茶酚组分的化合物为单宁酸、没食子酸、多巴胺或邻苯二酚中的一种。
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述多氨基的化合物为聚乙烯亚胺及其衍生物、壳聚糖、乙二胺、己二胺或三羟甲基氨基甲烷中的一种。
9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述待混合溶液的质量分数为0.5～10wt％。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述待改性基材为涤纶、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯、硅橡胶、聚乳酸、不锈钢或镁铝合金中的一种。
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