一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层及其制备方法，其制备方法包括以下步骤：(1)制备细胞膜囊泡悬液；(2)在基底材料表面构建超亲水涂层；(3)将步骤(1)所得细胞膜囊泡悬液和步骤(2)所得超亲水涂层共同孵育，去离子水清洗，得心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层。本发明专利技术还包括上述方法制得的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层。本发明专利技术的涂层首次实现细胞膜在大尺度医疗器械表面的包覆，可有效增强血液接触材料的抗凝血性能和抗炎性能，并具有促内皮修复能力，可适用于心脏封堵器、心脏瓣膜、血管支架、人工血管等医用植介入器械的改性，可显著降低器械植入后的炎症反应程度和血栓形成风险。反应程度和血栓形成风险。反应程度和血栓形成风险。

【技术实现步骤摘要】
一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医用材料
，具体涉及一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，仿生细胞膜是生物材料表面改性的研究热点之一，在纳米材料表面包覆细胞膜以优化材料性质已被广泛研究。作为体内的天然成分，细胞膜具有良好的生物相容性，且多样的膜表面蛋白赋予了其诸如免疫逃逸、促细胞黏附等多重生物学功能。因此，大量研究在纳米材料表面包覆细胞膜实现了材料生物安全性的提高以及生物分布的改善，并广泛应用于抗肿瘤治疗、动脉粥样硬化治疗以及溶栓治疗等领域。
[0003]但细胞膜的应用目前仅局限于对纳米材料的包覆，无法应用于大尺度医疗器械。目前，血管支架、人工心脏瓣膜、封堵器等心血管植介入器械仍面临血液相容性差、生物活性差、免疫排斥反应强等问题，并因此导致多种临床并发症的发生。通过表面改性方法提升血液接触材料的生物相容性是重要的研究方向。由于细胞膜兼具良好的血液相容性和多样的生物学功能，因此，在血液接触材料表面实现细胞膜的完整包覆和功能的完全保留是提升材料生物相容性和生物活性的新型策略。因此，寻找一种普适的方法使细胞膜在不受基底材料限制的情况下在大尺度医疗器械表面形成完整的涂层是目前研究亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层及其制备方法，该涂层首次实现细胞膜在大尺度医疗器械表面的包覆，可有效增强血液接触材料的抗凝血性能和抗炎性能，并具有促内皮修复能力，可适用于心脏封堵器、心脏瓣膜、血管支架、人工血管等医用植介入器械的改性，可显著降低器械植入后的炎症反应程度和血栓形成风险。
[0005]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)制备细胞膜囊泡悬液；
[0007](2)在基底材料表面构建超亲水涂层；
[0008](3)将步骤(1)所得细胞膜囊泡悬液和步骤(2)所得超亲水涂层共同孵育，去离子水清洗，得心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层。
[0009]进一步，步骤(1)中，细胞膜为红细胞膜、血小板膜、巨噬细胞膜、中性粒细胞膜和T淋巴细胞膜中的至少一种。
[0010]进一步，将全血离心获得血小板，然后重悬于含1mM EDTA的PBS溶液中，再加入蛋白酶抑制剂并反复冻融5次，依次经清洗、重悬和超声，得血小板膜囊泡悬液；其中，该蛋白酶抑制剂为市售的成品混合试剂，主要成分包含AEBSF，抑肽酶，乌苯美司，E
‑
64，亮抑酶肽，抑肽素A等。
[0011]进一步，将全血离心获得红细胞，然后反复清洗并在0.25
×
PBS溶液中重悬，静置1
‑
2小时，通过离心收集红细胞膜并重悬，得红细胞膜悬液。
[0012]进一步，将培养所得巨噬细胞重悬，通过梯度密度离心除去亚细胞器，得巨噬细胞膜。
[0013]进一步，将培养所得中性粒细胞重悬，通过梯度密度离心除去亚细胞器，得巨噬细胞膜。
[0014]进一步，将培养所得T淋巴细胞重悬，通过梯度密度离心除去亚细胞器，得巨噬细胞膜。
[0015]进一步，步骤(1)中，细胞膜囊泡悬液的蛋白浓度为0.5
‑
2mg/mL。
[0016]进一步，步骤(2)的具体步骤为：将基底材料置于含1
‑
3mg/mL多巴胺盐酸盐和1
‑
3mg/mL高碘酸钠的乙酸钠溶液中，在25
‑
35℃温度下反应20
‑
30min，去离子水清洗，重复2
‑
4次，得超亲水涂层。
[0017]进一步，将基底材料置于含2mg/mL多巴胺盐酸盐和2mg/mL高碘酸钠的乙酸钠溶液中，在30℃温度下反应25min。
[0018]进一步，超亲水涂层具有三维纳米拓扑结构，且表面带负电荷。
[0019]进一步，基底材料为金属基生物材料、高分子基生物材料或脱细胞生物组织。
[0020]进一步，金属基生物材料为镁及其合金、铁及其合金、不锈钢、镍钛合金、钴铬合金或钛及其合金；高分子基生物材料为壳聚糖、聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、硅橡胶、涤纶、乙交酯
‑
丙交酯或聚三亚甲基碳酸酯；脱细胞生物组织为脱细胞猪心包、脱细胞牛心包或脱细胞羊心包。
[0021]进一步，步骤(3)中，在33
‑
37℃温度下孵育2
‑
4h。
[0022]上述的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法制得的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层。
[0023]综上所述，本专利技术具有以下优点：
[0024]1、本专利技术通过在基底材料表面构建了一种具有三维纳米拓扑结构且表面带负电的超亲水涂层来驱动细胞膜与材料的自发融合。三维纳米拓扑结构为血小板膜囊泡提供了初始的嵌入和融合位点，涂层的负电性和超亲水性驱动细胞膜膜囊泡的持续堆积和相互融合，并最终在大尺度表面形成完整的细胞膜涂层。本专利技术的生物覆膜涂层制备过程简便易行，材料来源广泛，有利于量产；本专利技术制备条件温和不会改变细胞膜的结构和功能；本专利技术提供的生物覆膜涂层大大增强了材料的抗凝血性能和抗炎性能，并具有良好的细胞相容性，支持内皮细胞在材料表面的生长。
[0025]2、本专利技术的生物覆膜涂层的制备方法代表了一种生物材料表面改性的全新策略，首次将细胞膜包覆在大尺度材料表面并保留了其生物学功能，具有优越的临床应用前景。本专利技术提供的生物覆膜涂层的制备方法大大增强了抗凝血性能和抗炎性能，并具有促内皮能力，能够有效解决目前临床上心血管植介入器械面临的问题。
[0026]3、将细胞膜囊泡悬液和超亲水涂层共同孵育时，细胞膜囊泡会与超亲水涂层发生自发融合以最小化系统的自由能，随后细胞膜囊泡会继续堆积并相互融合，最终形成完整的细胞膜涂层
附图说明
[0027]图1为本专利技术的制备流程示意图；
[0028]图2为实施例1中超亲水涂层和生物覆膜涂层的扫描电镜图；
[0029]图3为实施例1中对照组和生物覆膜涂层的血小板黏附实验共聚焦显微镜图；
[0030]图4为实施例1中对照组和生物覆膜涂层的内皮细胞荧光染色图；
[0031]图5为对照组和生物覆膜涂层皮下植入后对取出组织的免疫荧光染色图。
具体实施方式
[0032]实施例1
[0033]一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层，其制备方法包括以下步骤：
[0034](1)将全血离心获得血小板，然后重悬于含1mM EDTA的PBS溶液中，再加入蛋白酶抑制剂并反复冻融5次，依次经清洗、重悬和超声，得血小板膜囊泡悬液；细胞膜囊泡悬液的蛋白浓度为2mg/mL；
[0035](2)将聚乳酸材料置于含2mg/mL多巴胺盐酸盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备细胞膜囊泡悬液；(2)在基底材料表面构建超亲水涂层；(3)将步骤(1)所得细胞膜囊泡悬液和步骤(2)所得超亲水涂层共同孵育，去离子水清洗，得心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层。2.如权利要求1所述的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述细胞膜为红细胞膜、血小板膜、巨噬细胞膜、中性粒细胞膜和T淋巴细胞膜中的至少一种。3.如权利要求1所述的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述细胞膜囊泡悬液的蛋白浓度为0.5
‑
2mg/mL。4.如权利要求1所述的心血管植介入材料/器械生物覆膜涂层的制备方法，其特征在于，步骤(2)的具体步骤为：将基底材料置于含1
‑
3mg/mL多巴胺盐酸盐和1
‑
3mg/mL高碘酸钠的乙酸钠溶液中，在25
‑
35℃温度下反应20<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云兵，周仲毅，罗日方，杨立，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：