多功能生物相容性涂层、生物相容性医用材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了多功能生物相容性涂层、生物相容性医用材料及其制备方法。该多功能生物相容性涂层包括依次连接的化学修饰层、基底层以及功能层；化学修饰层为阴离子基团；基底层为生物相容性的阳离子聚合物或生物相容性的阴离子聚合物与生物相容性的阳离子聚合物交替排列的多层结构；功能层由至少一种生物相容性功能性基团和至少一种生物活性物质组成；生物相容性医用材料包括医用材料以及涂覆于医用材料表面的多功能生物相容性涂层。本发明专利技术所述多功能生物相容性涂层，通过在材料表面涂覆多种生物相容性材料，多种活性物质和基团相互协同作用，真正意义上实现改善生物医学材料表面的生物相容性和抗凝活性，减轻术后全身炎症反应和溶血、出血的发生。

Multi-functional biocompatible coating, biocompatible medical materials and their preparation methods

The invention discloses a multi-functional biocompatibility coating, biocompatible medical material and a preparation method. The multifunctional biocompatible coating comprises a chemical modification layer, base layer and function layer; chemical modification layer for anionic groups; the basal layer are biocompatible cationic polymer or biocompatible anionic polymer and biological compatibility of cationic polymer multilayer structure; functional layer is composed of at least one biological functional groups and at least one bioactive substance composition compatibility; biocompatibility of medical materials including compatibility of coating and coating materials for medical multifunctional biological medical material surface. The multifunctional bio compatible coating, the compatibility of materials in a variety of biological material surface coating, a variety of active substances and groups interact synergistically to truly improve biomedical materials surface biocompatibility and anticoagulant activity, total body inflammation and reduce postoperative bleeding, hemolysis.

【技术实现步骤摘要】
多功能生物相容性涂层、生物相容性医用材料及其制备方法
本专利技术涉及医用材料
，具体涉及多功能生物相容性涂层、生物相容性医用材料及其制备方法。
技术介绍
医学技术的发展带动了生物医学材料的研究和应用，而生物医学材料应用面临生物相容性的问题。涂层技术通过对材料表面的预改性改善生物医学材料表面的生物相容性和抗凝活性，减轻术后全身炎症反应。研究表明，只要在某种程度上能抑制或阻止凝血因子的激活、血小板黏附与聚集、红细胞黏附和补体系统激活这四种凝血途径中的一种或几种凝血途径发生的材料都具有抗凝血性能。设计医用涂层材料的原则包括阻抗蛋白质吸附、减少血小板的黏附和聚集、抑制内源性凝血因子的活化、抑制血栓形成及促进材料伪内膜化等。血液与任何生物材料的接触都会产生多种病理生理防御机制，如凝血级联、血小板粘附以及补体系统和白细胞的活化等。减少这些问题的发生，改善设备材料的血液相容性至关重要。在过去的30年里，已经开发了不同的方法，几乎所有的方法都是要在材料表面涂覆或嫁接另一种血液相容性材料，这些方法大致可分为以下三大类：1、构建生物材料惰性表面：通过在材料表面构建生物惰性的衬层，可以使界面自由能大大降低，减弱材料表面与血浆蛋白、血细胞的相互作用，保持血浆蛋白、血细胞的正常构象和形态，使材料显示出良好的抗凝血性能。其中把亲水性聚合物共价键合在材料表面，提高表面亲水性是获得生物惰性材料表面的一种有效方法。由于血液中多种组分(如血红蛋白、血小板、部分血浆蛋白质等)在血液环境中呈负电性，血管内壁也呈负电性，因此人们认为静电排斥作用可以阻碍血浆蛋白及血小板等物质的吸附，从而有利于抗凝血。用阴离子修饰材料表面来提高抗凝血性能已被广泛研究。这类的涂层主要有白蛋白(Maquet)、聚氧化乙烯(PEO，Medtronic)、聚已酸内酯-聚二甲硅氧烷-聚已酸内酯(SMA，Sorin)等。2、仿生化材料表面：材料表面内皮化是抗凝血的研究的新动向。众所周知，血管的内皮及血液中细胞的外表皮是完全抗凝的血液相容性材料，如果能在材料表面模拟这些材料的功能，就可以阻止血液的凝固及血栓的形成。因此，人们仿照人体血管，使内皮细胞和高分子材料杂化，即在材料表面负载可促进内皮细胞生长的细胞生长因子，在体外复合或体内原位诱导内皮细胞生长，可在材料和血液之间形成具有抗凝血功能的血管内皮组织，形成内皮组织工程化的抗凝血材料。这是现代组织工程思想在抗凝血材料设计中的体现，也是抗凝血材料发展的重要趋势之一。这类的涂层主要有磷酰胆碱(PC，Sorin)、糖胺多糖(GAGs，HemoteqGmbH)等。3、负载生物活性物质：动物体内的凝血.抗凝血是一个相互制约的平衡体系。多种生物活性物质都具有较高的抗凝血活性，因而在材料表面通过吸附、离子键合、共价键合等方式负载上一些具有抗凝血活性的生物活性物质以制得所谓的生物活性抗凝血材料，也是改善抗凝血性能的有效手段之一。这类的涂层主要有肝素(Maquet、CarmedaBioactiveSurfaceGore)和水蛭素等。上述传统的医用涂层技术存在作用机制单一的问题，仅能起到单方面抗凝作用，或多或少都会造成使用后的副作用。生物材料惰性表面和仿生化材料表面因变性或缺少真正意义上的活性物质，易造成全身炎症的发生，但不会造成溶血、出血及其它对血液的破坏；而生物活性物质很难成全身炎症的发生，但易过量，造成溶血、出血及其它对血液的破坏。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供多功能生物相容性涂层，其通过在材料表面涂覆多种生物相容性材料，多种活性物质和基团相互协同作用，真正意义上实现改善生物医学材料表面的生物相容性和抗凝活性，减轻术后全身炎症反应和溶血、出血的发生。本专利技术还提供一种生物相容性医用材料，其具有上述的多功能生物相容性涂层。本专利技术还提供一种生物相容性医用材料的制备方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多功能生物相容性涂层，其包括依次连接的化学修饰层、基底层以及功能层；所述化学修饰层为阴离子基团；所述基底层为生物相容性的阳离子聚合物或生物相容性的阴离子聚合物与生物相容性的阳离子聚合物交替排列的多层结构，所述多层结构中靠近所述化学修饰层的一层以及靠近所述功能层的一层均为生物相容性的阳离子聚合物，所述多层结构中靠近所述功能层的一层阳离子聚合物含有胺基；所述功能层由至少一种生物相容性功能性基团和至少一种生物活性物质组成。上述的多功能生物相容性涂层，包括了阴离子基团、阴离子聚合物或阴离子聚合物与阴离子聚合物组成的多层物质以及生物相容性功能性基团和至少一种生物活性物质组成的功能层，由此，通过多种生物相容性物质和基团相互协同作用，实现改善生物医学材料表面的生物相容性和抗凝活性，减轻术后全身炎症反应和溶血、出血的发生。其中一些实施例中，所述基底层吸附于所述化学修饰层上。其中一些实施例中，所述功能层化学键合或吸附于所述基底层上。其中一些实施例中，所述多层结构中的基底层采用交联剂或微量阴离子型絮凝剂处理。处理后形成的基底层结构更加稳定。本专利技术还采用如下的技术方案：一种生物相容性医用材料，其包括医用材料以及涂覆于所述医用材料表面的所述的多功能生物相容性涂层。上述的生物相容性医用材料，涂覆生物相容性涂层后，改善了医学材料表面的生物相容性和抗凝活性，将该生物相容性医用材料用于手术上，可以减轻术后全身炎症反应和溶血、出血的发生。本专利技术还采用如下的技术方案：一种生物相容性医用材料的制备方法，其包括如下步骤：将医用材料用强氧化剂浸泡，使所述医用材料表面带有阴离子基团，然后用去离子水洗涤后自然干燥，所述阴离子基团在所述医用材料表面形成化学修饰层；将生物相容性的阳离子聚合物在水或有机溶剂中溶解，涂覆在所述化学修饰层的表面，形成基底层；或将生物相容性的阳离子聚合物与生物相容性的阴离子聚合物分别在水或有机溶剂中溶解，将阳离子聚合物涂覆在所述化学修饰层的表面，然后将阴离子聚合物、阳离子聚合物交替涂覆至少一次，最后涂覆的一层为含有胺基的阳离子聚合物，形成多层结构的基底层；将含有生物相容性的功能性基团的物质和生物活性物质通过共价键或吸附的方式连接到上述基底层的表面，形成功能层。其中一些实施例中，所述将阳离子聚合物涂覆在所述化学修饰层的表面，然后将阴离子聚合物、阳离子聚合物交替涂覆，最后涂覆的一层为含有胺基的阳离子聚合物，形成多层结构的基底层的步骤之后，还具有如下步骤：将所述基底层采用交联剂或微量阴离子型絮凝剂处理，使阳离子聚合物沉积。其中一些实施例中，所述阴离子基团为羧基、硫酸基、羟基、硝基中的一种或几种。其中一些实施例中，所述阳离子聚合物为聚乙烯亚胺、阳离子聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚季铵盐中的一种或几种。其中一些实施例中，所述具有生物相容性的功能性基团的物质为磷酸胆碱、聚氧化乙烯、糖胺多糖、聚酯、白蛋白或双嘧达莫；所述生物活性物质为肝素或水蛭素。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能生物相容性涂层，其特征在于，包括依次连接的化学修饰层、基底层及功能层；所述化学修饰层为阴离子基团；所述基底层为生物相容性的阳离子聚合物或生物相容性的阴离子聚合物与生物相容性的阳离子聚合物交替排列的多层结构，所述多层结构中靠近所述化学修饰层的一层以及靠近所述功能层的一层均为生物相容性的阳离子聚合物，所述多层结构中靠近所述功能层的一层阳离子聚合物含有胺基；所述功能层由至少一种生物相容性功能性基团和至少一种生物活性物质组成。

【技术特征摘要】
1.一种多功能生物相容性涂层，其特征在于，包括依次连接的化学修饰层、基底层及功能层；所述化学修饰层为阴离子基团；所述基底层为生物相容性的阳离子聚合物或生物相容性的阴离子聚合物与生物相容性的阳离子聚合物交替排列的多层结构，所述多层结构中靠近所述化学修饰层的一层以及靠近所述功能层的一层均为生物相容性的阳离子聚合物，所述多层结构中靠近所述功能层的一层阳离子聚合物含有胺基；所述功能层由至少一种生物相容性功能性基团和至少一种生物活性物质组成。2.根据权利要求1所述的多功能生物相容性涂层，其特征在于：所述基底层吸附于所述化学修饰层上。3.根据权利要求1所述的多功能生物相容性涂层，其特征在于：所述功能层化学键合或吸附于所述基底层上。4.根据权利要求1所述的多功能生物相容性涂层，其特征在于：所述多层结构的基底层采用交联剂或微量阴离子型絮凝剂处理。5.一种生物相容性医用材料，其特征在于，包括医用材料以及涂覆于所述医用材料表面的如权利要求1-4所述的多功能生物相容性涂层。6.一种生物相容性医用材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将医用材料用强氧化剂浸泡，使所述医用材料表面带有阴离子基团，然后用去离子水洗涤后自然干燥，所述阴离子基团在所述医用材料表面形成化学修饰层；将生物相容性的阳离子聚合物在水或有机溶剂中溶解，涂覆在所述化学修饰层的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜涛，王瑞彬，
申请(专利权)人：广东顺德工业设计研究院广东顺德创新设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44