静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法技术

本发明专利技术公开了一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，它的步骤如下：１）采用重量体积浓度为０．００１ｍｇ／ｍｌ－１ｇ／ｍｌ的弱聚阴离子和弱聚阳离子在材料表面交替吸附获得指数增长特征的多层膜；２）将具有指数增长特征的多层膜浸入重量体积浓度为０．００１ｍｇ／ｍｌ－１０ｇ／ｍｌ的带电荷的药物水溶液中，吸附平衡１－２０００分钟，用蒸馏水洗涤，氮气吹干。该涂层聚合物是在水溶性条件涂层的，可实现在具有复杂体型结构的生物医用装置表面上获得药物涂层，形成稳定的医用聚合物涂层，有效改善材料的非生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法
本专利技术涉及一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法。
技术介绍
生物医用装置，特别是医用植入体和介入治疗装置的表面药物控释涂层可以形成长效、靶向的药物传递体系，局部的高浓度药物可以提高治疗的有效性，降低系统毒性。药物控释体系这些优点不仅改善了传统的治疗方法还解决了一些新型疾病。但是，这种方法仍然存在许多挑战，最主要的是如何发展新的药物控释体系，可以用来精确控制药物装载及药物释放。通过层层组装获得的层状水凝胶多层膜也为药物控释涂层的设计提供了良好的手段。尽管通过简单的控制组装层数就可以调控药物在多层膜中的装载量，但是由于静电层层组装是在纳米水平上的组装，因此，如何提高药物装载量及丰富药物控释手段是层层组装涂层研究中的关键问题。我们发现具有指数增长方式的多层膜在每组装一双层时在膜的厚度和吸附的聚电解质量上表现出比具有线性增长方式的多层膜增加快很多，并且可以达到微米级的厚度，可以突破常规静电自组装多层膜对药物装载量的限制。研究表明，具有指数增长的多层膜体系是由于聚电解质配对中至少有一种聚电解质可以在多层膜内自由扩散引起的，这说明这种可以自由扩散的聚电解质在多层膜内受到的作用力比较小，即可能带有大量的未与相反电荷基团结合的官能团，因此这些自由的聚电解质也许能提高带相反电荷药物的装载及影响其释放行为。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法。它的步骤如下：1)采用重量体积浓度为0.001mg/ml-1g/ml的弱聚阴离子和弱聚阳离子在材料表面交替吸附获得指数增长特征的多层膜；在10-50交替涂层内厚度可达0.1-120微米；2)将具有指数增长特征的多层膜浸入重量体积浓度为0.001mg/ml-10g/ml的带电荷的药物水溶液中，吸附平衡1-2000分钟，用蒸馏水洗涤，氮气吹干。-->弱聚阴离子为白蛋白、海藻酸钠、聚谷氨酸、透明质酸、聚丙烯酸中的一种或多种混合物。弱聚阳离子为聚乙烯亚氨、聚赖氨酸、聚丙烯基氨、壳聚糖中的一种或多种混合物。材料为聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯、硅橡胶或不锈钢材料中的一种。带电荷的药物为抗凝血、抗血小板粘附的的药物、抗感染的药物、抗内膜增生、抗肿瘤的药物中的一种。抗凝血为肝素、华法林钠中的一种。抗血小板粘附的的药物为阿司匹林、前列腺素中的一种。抗感染的药物为氨苄青霉素、头孢霉素、磺胺嘧啶或硫酸链霉素中的一种。抗内膜增生的药物为地塞米松磷酸钠。抗肿瘤的药物为柔红霉素、阿霉素、卡铂中的一种。带电荷药物为带一个或者多个正电荷或者负电荷的药物。本专利技术优点：1)本专利技术工艺简单，可通过简单的浸涂装置实现，通过简单的交替浸涂技术，在材料表面实现在纳米，亚微米尺寸的层状结构设计；2)本专利技术基于水相技术，无溶剂毒性，是一种环境友好的制备方法；3)本专利技术对材料的体型结构没有特殊的要求，可在多种复杂体型结构材料表面实现；4)本专利技术涂层分子的选择范围广，可以为合成型聚电解质，也可以是蛋白质、多糖、等荷电生物活性大分子；5)本专利技术制备手段丰富，可以选择不同的聚电解质配对，并且可以调节组装条件获得不同组成的具有指数增长的多层膜；6)本专利技术药物装载种类繁多，只需要带有电荷即可；7)本专利技术药物装载简单，通过简单静置吸附即可；8)本专利技术可以获得具有微米级厚度的多层膜，大大提高药物装载量。附图说明附图是石英微天平跟踪聚乙烯亚胺组装过程中膜厚呈指数增长的行为。具体实施方式本专利技术是采用表面自组装的方法在材料表面获得具有指数增长特征的多层膜，通过浸泡的方法将带有电荷的药物装载到多层膜内。该涂层聚合物是在水溶性条件涂层的，可实现在具有复杂体型结构的生物医用装置表面上获得药物涂层，形成稳定的医用聚合物涂层，有效改善材料的非生物相容性。具体包括以下两个步骤：1具有指数增长特征的多层膜的制备，首先采用多种表面改性技术在聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯、硅橡胶或医用316L不锈钢材料表面获得具有正电荷或负-->电荷的荷电表面，采用具有以下弱聚电解质直接组装，包括聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、壳聚糖、聚谷氨酸、透明质酸、海藻酸钠中的一种或多种混合物。利用静电自组装方法在医用装置上交替组装获得具有指数增长特征的多层膜，在10-50交替涂层内厚度可达0.1-120微米。2多层膜药物装载，将制备的具有指数增长特征的多层膜浸入浓度为0.001mg/ml-10g/ml的带电荷的药物水溶液中，吸附平衡1-2000分钟，用蒸馏水洗涤，氮气吹干获得药物涂层。带电药物，包括具有抗凝血功能的药物、抗菌功能的药物、抗内膜增生药物、抗狭窄药物中的一种或者多种。实施例1：将医用316L不锈钢首先浸到0.01-2mg/ml的聚乙烯亚氨水溶液5-10分钟，去离子水清洗，氮气吹干获得聚乙烯亚氨物理吸附的表面，该表面在水溶液条件下呈正电性。将荷正电的上述材料浸到0.01-10mg/ml的海藻酸钠水溶液5-10分钟，去离子水清洗，氮气吹干，重复以上过程获得聚阴离子海藻酸钠和聚阳离子聚乙烯亚氨2-50层交替涂层表面。用石英微天平跟踪发现，多层膜组装的重量随着组装层数呈指数方式增加，椭偏仪测量表明多层膜的厚度可以在20层内达到0.1-20微米。将此多层膜浸到0.01-10mg/ml的具有抗狭窄作用的药物地塞米松水溶液中1-30min，获得载药多层膜。紫外测试表明具有指数增长特征的多层膜可以大大提高药物装载量。体外释放实验表明多层膜可以在30天内释放。实施例2将医用316L不锈钢首先浸到10-50mM的聚赖氨酸水溶液中5-30min，用去离子水清洗，然后用氮气吹干，再浸到20-40mg/ml的聚谷氨酸水溶液20-30分钟，去离子水清洗，氮气吹干，重复以上过程获得聚阴离子聚谷氨酸和聚赖氨酸2-80层交替涂层表面。用石英微天平跟踪发现，多层膜组装的重量随着组装层数呈指数方式增加，椭偏仪测量表明多层膜的厚度可以在50层内达到20-100微米。将此多层膜浸到10-50mg/ml的具有抗凝血作用的药物小低分子量肝素的水溶液中30-60min，获得载药多层膜肝素释放实验表明多层膜可在50天内稳定的释放药物。实施例3：分别用无水乙醇，去离子水清洗医用PVC膜，氮气吹干后，真空干燥。用氨气等离子体处理PVC膜：把干燥好的PVC膜放到等离子体反应器里，对等离子体-->反应器抽真空，等离子体处理基材的压力通过通氨气维持在40-50Pa，放电电流为25～100mA，处理时间5～15min。然后使反应器恢复到常压，取出处理好的PVC膜。其表面含有氨基官能团。把氨气等离子体处理的PVC膜浸到pH0.5～2的盐酸水溶液5～15min，使氨基盐酸化为氨离子，取出去离子水清洗，氮气吹干获得带正电荷的表面。将荷正电的上述材料浸到50-70mg/ml的聚丙烯酸PBS缓冲溶液(pH7.4)40-50分钟，去离子水清洗，氮气吹干，再浸到70-100mg/ml的聚烯丙基氨水溶液50-60分钟，去离子水清洗，氮气吹干，获得荷聚阳离子的表面，重复以上过程获得20-40层聚丙烯酸/聚烯丙基氨交替涂层表面。用石英微天平跟踪发现，多层膜组装的重量随着组装层数呈指数方式增加，椭偏仪测量表明多层膜的厚度可以在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，其特征在于它的步骤如下：１）采用重量体积浓度为０．００１ｍｇ／ｍｌ－１ｇ／ｍｌ的弱聚阴离子和弱聚阳离子在材料表面交替吸附获得指数增长特征的多层膜；在１０－５０交替涂层内厚度可达 ０．１－１２０微米。２）将具有指数增长特征的多层膜浸入重量体积浓度为０．００１ｍｇ／ｍｌ－１０ｇ／ｍｌ的带电荷的药物水溶液中，吸附平衡１－２０００分钟，用蒸馏水洗涤，氮气吹干。

【技术特征摘要】
1.一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，其特征在于它的步骤如下：1)采用重量体积浓度为0.001mg/ml-1g/ml的弱聚阴离子和弱聚阳离子在材料表面交替吸附获得指数增长特征的多层膜；在10-50交替涂层内厚度可达0.1-120微米。2)将具有指数增长特征的多层膜浸入重量体积浓度为0.001mg/ml-10g/ml的带电荷的药物水溶液中，吸附平衡1-2000分钟，用蒸馏水洗涤，氮气吹干。2.根据权利要求1所述的一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，其特征在于，所述的弱聚阴离子为白蛋白、海藻酸钠、聚谷氨酸、透明质酸、聚丙烯酸中的一种或多种混合物。3.根据权利要求1所述的一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，其特征在于，所述的弱聚阳离子为聚乙烯亚氨、聚赖氨酸、聚丙烯基氨、壳聚糖中的一种或多种混合物。4.根据权利要求1所述的一种静电自组装制备指数增长特征多层膜药物控释涂层的方法，其特征在于，所述的材料为聚氨酯、聚氯乙烯、聚酯、硅橡胶或不锈钢材料中的一种。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：计剑，谭庆刚，沈家骢，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]