在材料表面快速形成胺基的方法、表面负载高密度胺基的医用材料及其应用技术

本发明专利技术公开了在材料表面快速形成胺基的方法、表面负载高密度胺基的医用材料及其应用，涉及医用材料技术领域。该在材料表面快速形成胺基的方法包括：将待负载材料在碱性溶液中静置后得到碱活化材料；将碱活化材料与PAMAM‑NH2溶液反应5min‑24h。表面负载高密度胺基的医用材料包括待负载材料，待负载材料表面负载有PAMAM‑NH2，可以通过以上的制备方法制备而得，制备方法简便易行，反应时间短，且能够有效控制材料表面胺基的密度，能够满足对材料表面不同胺基密度的要求。

Rapid Formation of Amino Groups on Material Surface, Surface-loaded Medical Materials with High Density Amino Groups and Their Applications

The invention discloses a method for rapidly forming amines on the surface of materials, a medical material loaded with high density amines on the surface and its application, and relates to the technical field of medical materials. The method for rapidly forming amines on the surface of the material includes: the alkali activating material is obtained after the loading material is stationary in alkaline solution; the alkali activating material is reacted with PAMAM_NH2 solution for 5 min_24 H. Medical materials loaded with high density amines on the surface include materials to be loaded, and materials loaded with PAMAM_NH2 can be prepared by the above preparation methods. The preparation method is simple and easy, the reaction time is short, and the density of amines on the surface of materials can be effectively controlled, which can meet the requirements of different density of amines on the surface of materials.

【技术实现步骤摘要】
在材料表面快速形成胺基的方法、表面负载高密度胺基的医用材料及其应用
本专利技术涉及医用材料
，且特别涉及在材料表面快速形成胺基的方法、表面负载高密度胺基的医用材料及其应用。
技术介绍
调控植入材料的生物学功能是植入材料研究中的重要内容，在材料表面引入功能分子是一种有效的手段，将惰性的表面转变成具有生物功能分子固定作用的活性表面是研究进行的基础。Ti基生物材料广泛的应用于生物医学领域，现阶段主要是通过硅烷分子、多巴胺等实现功能分子的桥接。现有的在材料表面引入胺基的方法主要是采用富胺基表面构建方法，该方法较为复杂，且生产周期长，不利于工业化应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在材料表面快速形成胺基的方法，旨在更快速简便地在材料表面引入胺基，缩短工艺时间，且负载胺基的浓度易于控制。本专利技术的另一目的在于提供一种表面负载高密度胺基的医用材料及其应用，材料表面富集较高密度的胺基，具有良好的流体稳定性，可以在制备心血管材料中得到应用。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在材料表面快速形成胺基的方法，包括如下步骤：将待负载材料在碱性溶液中静置后得到碱活化材料；将碱活化材料与PAMAM-NH2溶液反应5min-24h；优选地，PAMAM-NH2的分子量为6900-14300。本专利技术还提出一种表面负载高密度胺基的医用材料，包括待负载材料，待负载材料表面负载有PAMAM-NH2；其中，待负载材料表面的胺基密度为8-60nmol/cm2；优选地，待负载材料表面的胺基是由PAMAM-NH2负载于经过碱活化的材料表面而形成。本专利技术还提出上述在材料表面快速形成胺基的方法得到的材料或上述医用材料在制备心血管植入材料中的应用。本专利技术实施例提供一种在材料表面快速形成胺基的方法的有益效果是：其通过先将待负载材料在碱性溶液中静置进行碱活化，在碱活化过程中引入羟基基团使材料表面带强负电，然后通过将碱活化材料与PAMAM-NH2溶液反应，利用胺基和羟基的静电作用在材料表面引入胺基。制备方法简便易行，反应时间短，且能够有效控制材料表面胺基的密度，能够满足对材料表面不同胺基密度的要求。本专利技术实施例提供一种表面负载高密度胺基的医用材料，包括待负载材料，待负载材料表面负载有PAMAM-NH2，可以通过以上的制备方法制备而得，该医用材料的生产周期短，适合于工业化应用。具有很好的多价结合特性，可以在心血管植入材料中得到应用。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PAMAM-NH2介导高密度胺基表面形成示意图；图2为PAMAM-NH2引入后富胺基表面元素质谱图(EDS)；图3为不同浓度PAMAM-NH2所介导的材料表面胺基密度变化；图4为反应时间与表面胺基密度关系；图5中(A)为流体稳定性实验装置，(B)为流体条件下表面胺基密度变化。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在材料表面快速形成胺基的方法、表面负载高密度胺基的医用材料及其应用进行具体说明。本专利技术实施例提供的一种在材料表面快速形成胺基的方法，请结合图1，其包括如下步骤：S1、碱活化将待负载材料在碱性溶液中静置反应后得到碱活化材料，通过将待负载材料在碱性溶液中静置进行碱活化，在碱活化过程中引入羟基基团使材料表面带强负电，以便后续胺基的引入。具体地，待负载材料选自钛片、载玻片和不锈钢中的任意一种，优选为钛片。一般的医用材料均可以用于本反应体系，但是选用纯钛材料具有更广阔的市场应用价值。碱性溶液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液和氢氧化锂溶液中的任意一种；优选为氢氧化钠溶液。采用氢氧化钠溶液引入羟基，原料易得，且pH易于控制。碱性溶液的浓度为1-5mol/L，静置过程是在70-90℃的温度条件下反应10-14h。碱性溶液的浓度不宜过高，以免使材料表面产生严重腐蚀，不利于后续的胺基负载和产品的应用。优选地，在将碱活化材料与PAMAM-NH2溶液反应之前，将碱活化材料进行清洗。具体地，对碱活化材料进行清洗的过程包括：将碱活化材料超声水洗2-4次后，在70-90℃保温10-14h，再将碱活化材料烘干。清洗主要是去除没有反应的氢氧化钠，采用70-90℃的超声条件能够更好地保持材料活性。S2、胺基引入将碱活化材料与PAMAM-NH2溶液反应5min-24h，即可实现胺基的引入。采用PAMAM-NH2作为胺基引入的原料反应速率较快，且引入后材料表面的胺基密度较高，大致为8-60nmol/cm2。PAMAM树枝状大分子是一类高度枝化的三维球形大分子，具有丰富的终端官能团、可装载的内部空腔结构，可实现生物功能分子以及药物的装载与释放，广泛的应用于组织工程、药物及基因运输、仿生设计以及材料表面的功能化设计中。当溶液pH小于10时，PAMAM-NH2树枝状分子中的胺基能够被质子化，从而带正电，因此能够通过静电力与负电荷表面发生相互作用。优选地，PAMAM-NH2的分子量为6900-14300，PAMAM-NH2溶液的浓度为0.01-1mg/mL，更优选为0.1-0.6mg/mL。PAMAM-NH2的浓度过大或过小均不利于胺基引入，PAMAM-NH2浓度过小会使材料表面的胺基密度无法达到理想状态，PAMAM-NH2浓度过大反而会使材料表面胺基的密度有所降低。具体地，碱活化材料与PAMAM-NH2溶液的反应时间为30-120min，优选为60-120min；碱活化材料与PAMAM-NH2溶液的反应温度为3-10℃，优选为3-5℃。采用PAMAM-NH2引入胺基，反应5min即可达到饱和密度的68.7％，胺基密度达到35±1.8nmol/cm2；反应时间不宜过长，反应时间1h左右为宜，此时胺基密度能够接近饱和状态。反应时间过长则如反应10h，胺基密度不会明显增加。优选地，在反应完成后将材料进行清洗和干燥，反应完成后可以用去离子水清洗三次，再用洗耳球吹干备用。本专利技术实施例还提供了一种表面负载高密度胺基的医用材料，包括待负载材料，待负载材料表面负载有PAMAM-NH2；其中，待负载材料表面的胺基密度为8-60nmol/cm2。该医用材料具有生产周期短、表面胺基密度高等优点，具备不错的生物相容性能够在制备心血管植入材料中得到应用。优选地，待负载材料表面的胺基是由PAMAM-NH2负载于经过碱活化的材料表面而形成。即该医用材料可以通过上述在材料表面快速形成胺基的方法制备而得。以下结合实施例对本专利技术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材料表面快速形成胺基的方法，其包括以下步骤：将钛片抛光清洗后浸泡至1mol/L的氢氧化钾溶液中，在70℃的温度条件下保温10h，然后用RO水超声清洗2次，在70℃的条件下保温10h，再将材料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，包括如下步骤：将待负载材料在碱性溶液中静置后得到碱活化材料；将所述碱活化材料与PAMAM‑NH2溶液反应5min‑24h；优选地，所述PAMAM‑NH2的分子量为6900‑14300。

【技术特征摘要】
1.一种在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，包括如下步骤：将待负载材料在碱性溶液中静置后得到碱活化材料；将所述碱活化材料与PAMAM-NH2溶液反应5min-24h；优选地，所述PAMAM-NH2的分子量为6900-14300。2.根据权利要求1所述的在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，所述PAMAM-NH2溶液的浓度为0.01-1mg/mL，优选为0.1-0.6mg/mL。3.根据权利要求1所述的在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，所述碱活化材料与所述PAMAM-NH2溶液的反应时间为30-120min，优选为60-120min；更优选地，在反应完成后将材料进行清洗和干燥。4.根据权利要求3所述的在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，所述碱活化材料与所述PAMAM-NH2溶液的反应温度为3-10℃，优选为3-5℃。5.根据权利要求1所述的在材料表面快速形成胺基的方法，其特征在于，所述碱性溶液的浓度为1-5mol/L，静置过程是在70-90℃的温度条件下反应10-14h；其中，所述碱性溶液选自氢氧化钠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊英，李莉，彭行溉，曾峥，魏来，谭建英，王焕然，卞齐豪，邹丹，韩丛珍，黄楠，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川,51