具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料技术

本发明专利技术公开了具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料，涉及医用材料技术领域。该具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法包括：将白蛋白、溶剂和蛋白结构转化剂混合后形成浸涂混合液；将待改性材料在浸涂混合液中浸泡；其中，蛋白结构转化剂为强氧化剂或强还原剂。具有生物抗污功能的材料包括改性基材和在改性基材上形成白蛋白涂层，白蛋白为β折叠结构。材料制备方法简便易行，且涂层与基材的结合强度高，具有长期抗凝血性能和抗菌性能，能够抑制血管细胞和组织的粘附。

Preparation of Albumin Coating with Biological Antifouling Function and Materials with Biological Antifouling Function

The invention discloses a preparation method of an albumin coating with biological anti-fouling function and a material with biological anti-fouling function, which relates to the technical field of medical materials. The preparation method of the albumin coating with biological anti-fouling function includes: mixing albumin, solvent and protein structure converter to form a dipping mixture; immersing the modified material in the dipping mixture; among them, the protein structure converter is a strong oxidant or a strong reductant. Materials with bio-antifouling function include modified substrates and albumin coatings on modified substrates. Albumin is a beta-folded structure. The preparation method of the coating is simple and easy, and the bonding strength between the coating and the substrate is high. It has long-term anticoagulant and antimicrobial properties, and can inhibit the adhesion of vascular cells and tissues.

【技术实现步骤摘要】
具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料
本专利技术涉及医用材料
，且特别涉及具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料。
技术介绍
人工心脏、起搏器、心室辅助装置等与人体血液接触的装置在临床应用过程中会伴随血栓和感染问题，直接导致了患者发病率、死亡率的增加。在临床中预防感染和血栓的手段主要是采用肝素或抗生素进行药物治疗，此种用药方式增加了患者出血，并容易使肝素诱导血小板减少症的发生。此外，抗生素也应用于人体后会引发很多严重的不良反应。为了减少临床应用的并发症，材料表面功能化的方式应运而生，是解决感染和血栓等问题的有效手段。聚乙二醇(PEG)接枝/涂层、聚乙二醇(PEG)接枝/涂层、超疏水表面处理、表面肝素化及表面微纳结构处理等表面改性方法大多都操作繁琐，往往需要要对材料进行处理以引入官能团，从而实现功能分子的固定，操作过程十分复杂。白蛋白主要存在于血液和哺乳动物的乳清中，白蛋白若预吸附在材料的表面，就能够有效阻止其他蛋白的吸附，进而具有抗凝，抗菌的功能。但是，运用白蛋白对材料表面改性的方法主要是采用共价接枝的方式，其效果往往受限于表面白蛋白的固定量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，采用一步浸涂的方式更方便地进行白蛋白分子的固定。本专利技术的另一目的在于提供一种具有生物抗污功能的材料，其制备方法简便易行，具有很好的生物抗物性能。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，包括如下步骤：利用浸涂混合液在待改性材料上形成涂层；其中，浸涂混合液由白蛋白溶液和蛋白结构转化剂混合而成，蛋白结构转化剂为强氧化剂或强还原剂。本专利技术还提出一种具有生物抗污功能的材料，包括改性基材和在改性基材上形成白蛋白涂层，白蛋白为β折叠结构；优选地，具有生物抗污功能的材料由上述制备方法制备而得。本专利技术实施例提供一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法的有益效果是：通过将白蛋白和蛋白结构转化剂混合，利用强氧化剂或强还原剂将白蛋白的双硫键氧化，由α螺旋结构向β折叠结构转变，这赋予了白蛋白与材料的粘附特性，使其能够在几乎所有形状和种类的材料表面进行改性，且与基材表面具有很好的结合强度。本专利技术还提供了一种具有生物抗污功能的材料，包括改性基材和在改性基材上形成白蛋白涂层，白蛋白为β折叠结构，此种材料制备方法简便易行，且涂层与基材的结合强度高，具有长期抗凝血性能和抗菌性能，能够抑制血管细胞和组织的粘附。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，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专利技术的某些实施例，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为本专利技术实施例中不锈钢材料改性前后的对比图；图2为本专利技术实施例中硅胶材料改性前后以及对比例中改性后材料的对比图；图3为本专利技术实施例和对比例中制备得到改性材料的抑菌效果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术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。下面对本专利技术实施例提供的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法及具有生物抗污功能的材料进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其包括如下步骤：S1、浸涂混合液的制备将白蛋白、溶剂和蛋白结构转化剂混合后形成浸涂混合液；其中，蛋白结构转化剂为强氧化剂或强还原剂。利用强氧化剂或强还原剂使白蛋白中的双硫键氧化，进而使白蛋白由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构白蛋白具有“一步”自组装的性能。具体地，在浸涂混合液中，白蛋白的浓度为0.002-90mg/mL，优选为0.1-30mg/mL，更优选为0.5-15mg/mL。白蛋白的用量会影响涂层的抗凝血性能，同时也会影响涂层和材料之间的结合强度。一般而言，白蛋白包括牛血清白蛋白、人血清白蛋白、乳清白蛋白中的任意一种或多种。采用以上几种白蛋白均适用于利用强还原剂或强氧化剂进行改性，利用产生的β折叠结构赋予白蛋白自组装能力。具体地，强还原剂包括巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的一种或多种。强还原剂在浸涂混合液中的浓度为0.002-20mg/mL，优选为0.1-10mg/mL。强还原剂选择以上几种均能够使白蛋白的α螺旋结构转变为β折叠结构，且反应速率快能够实现涂层的快速成型。强还原剂的用量需要进行控制，防止其用量过多导致白蛋白变性，也防止其用量过少使白蛋白反应不充分。具体地，强氧化剂包括三价钴盐、氯酸盐、高锰酸钾、过硫酸盐、重铬酸钾、浓硫酸、盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、臭氧、双氧水、氟气、氯气、铋酸钠、高碘酸、高铁酸钠和二氧化铅中的任意一种或多种。以上几种强氧化剂能够使白蛋白发生结构的转变，且转变效率也很快。进一步地，在浸涂混合液中，三价钴盐、高锰酸钾、重铬酸钾、铋酸钠、过硫酸盐、高碘酸、高铁酸钠和二氧化铅的浓度为0.001-20mg/mL；优选为0.2-10mg/mL。在浸涂混合液中，浓硫酸、氯酸盐、氢碘酸、硝酸、氢溴酸、高氯酸、盐酸、氯气、双氧水、氟气和臭氧的质量分数为0.02-50％；优选为0.1-30％。同样，强氧化剂的用量需要进行严格的控制，以防止白蛋白的变性或者白蛋白反应不充分。优选地，浸涂混合液的制备过程是将白蛋白水溶液与蛋白结构转化剂混合而得，采用溶液混合的方式能够使原料更充分的混合，防止局部浓度过高。S2、材料浸泡改性将待改性材料在浸涂混合液中浸泡，浸泡时间为2秒-8天，反应温度为0-100℃。优选地，浸泡时间为10-240min，反应温度为15-45℃。将待改性材料浸泡很短的时间就能够在材料表面形成功能涂层，且涂层与材料之间的结合强度高，适合于工业化应用。优选地，在将待改性材料在浸涂混合液中反应完后，对改性后的试样进行清洗并干燥。水洗过程有利于去除粘附在材料表面的未反应的原料，提高产品的纯度。本专利技术实施例中制备方法的优点：(1)操作方便，无需复杂的反应过程和昂贵的专用设备、化学试剂等，无需进行预处理引入反应官能团，工艺成本低。(2)β折叠结构能够使白蛋白与材料表面很好地粘附，适用于几乎所有形状和材料的材料，适合于推广应用。(3)白蛋白的涂层均匀、厚度易于控制，涂层与材料之间的结合强度高，可以作为长期的抗凝血材料、抗菌材料使用，还具有抑制血管细胞和组织粘附的功能。本专利技术实施例还提供了一种具有生物抗污功能的材料，包括改性基材和在改性基材上形成白蛋白涂层，白蛋白为β折叠结构；优选地，具有生物抗污功能的材料由上述制备方法制备而得。该材料具有很好的抗凝血、抗菌性能，涂层与基材之间的结合强度高。本专利技术实施例中的改性基材(待改性材料)可以为现有的任何用于成膜的材料，几乎不限于形状和材质。具体可以包括：(1)金属材料：不锈钢、钛及其合金、钴基合金、镍钛合金、镁及其合金、锌及其合金、铁及其合金等。(2)无机材料：二氧化硅、二氧化钛、碳素材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：利用浸涂混合液在待改性材料上形成涂层；其中，所述浸涂混合液由白蛋白溶液和蛋白结构转化剂混合而成，所述蛋白结构转化剂为强氧化剂或强还原剂。

【技术特征摘要】
1.一种具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：利用浸涂混合液在待改性材料上形成涂层；其中，所述浸涂混合液由白蛋白溶液和蛋白结构转化剂混合而成，所述蛋白结构转化剂为强氧化剂或强还原剂。2.根据权利要求1所述的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，在所述浸涂混合液中，所述白蛋白的浓度为0.002-90mg/mL，优选为0.1-30mg/mL，更优选为0.5-15mg/mL。3.根据权利要求2所述的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述白蛋白包括牛血清白蛋白、人血清白蛋白、乳清白蛋白中的任意一种或多种。4.根据权利要求1所述的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述强还原剂包括巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述强还原剂在所述浸涂混合液中的浓度为0.002-20mg/mL，优选为0.1-10mg/mL。6.根据权利要求1所述的具有生物抗污功能的白蛋白涂层的制备方法，其特征在于，所述强氧化剂包括三价钴盐、氯酸盐、高锰酸钾、过硫酸盐、重铬酸钾、浓硫酸、盐酸、硝酸、氢溴酸、氢碘酸、高氯酸、臭氧、双氧水、氟气、氯气、铋酸钠、高碘酸、高铁酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，杨作霞，程龙飞，
申请(专利权)人：成都氢润医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51