一种人工心脏泵泵体材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种人工心脏泵泵体材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：(1)将多巴胺和两性离子单体溶于缓冲液后，再与硫酸铜和过氧化氢混合，得到混合液；(2)将抛光后的人工心脏泵金属材料浸入混合液中，反应，得到所述人工心脏泵泵体材料。本发明专利技术所述的制备方法无需对所采用的金属材料采用传统的粗糙化处理，实验条件温和，化学试剂少，原料便宜，简单易操作，耗时短。本发明专利技术所述的制备方法得到的人工心脏泵泵体材料的表面涂层厚度均匀，稳定性好，同时具有较强的抗菌性和优良的生物相容性。的生物相容性。的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种人工心脏泵泵体材料的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及医用植入材料
，尤其涉及一种人工心脏泵泵体材料的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]人工心脏泵是心室辅助装置(VAD)中最关键的部件，人工心脏泵所用材料通常为医用钛及其合金，钛及其合金，其相对密度小、机械强度高，同时钛无毒性，不会引起炎症、过敏以及其它难以与人体组织相容的问题，且具有良好的抗腐蚀性能。但由于其材料本身具有天然的疏水性以生物惰性，容易使非特异性蛋白质吸附和粘附并激活血小板，进而导致凝血和血栓形成，造成所植入的设备故障。更严重的是，在人工心脏泵植入过程中，细菌很容易附着在其表面，引发细菌感染，增加手术风险。
[0003]为了解决上述问题，注射抗凝血剂和抗生素是临床上常用的方法；然而，这种全身性给药会增加患者出血和肝素引起的血小板减少(HIT
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II)的风险，在细菌方面还会产生抗生素耐药性。更糟糕的是，抗生素可能会导致其他严重的不良反应，如表皮坏死松解、发热、血栓性静脉炎，甚至比感染本身更严重的超敏综合征。
[0004]CN114163554A公开了一步法制备聚多巴胺
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两性离子聚合物含铜抗菌涂层及其应用，先制备以酚羟基为端基两性离子聚合物，再与多巴胺混合均匀溶解于碱性缓冲溶液中，进而再加入硫酸铜和过氧化氢形成涂层溶液，最后将植入医疗材料浸入其中，即可在医疗材料表面形成抗菌涂层。但是其在制备样品前需要将两性离子提前进行高分子聚合，此聚合过程十分繁琐，所需要的化学试剂多、步骤冗杂。
[0005]CN103816574A公开了一种表面具有抗菌性纳米结构的医用钛合金的制备方法，用以制备既具有表面活性，又具有抗菌性的钛基金属生物医用材料。其运用水热法合成晶粒发育完整、粒径小且分布均匀、团聚程度较轻的钛纳米线，使其具有良好的生物活性。并以水热法处理过的钛合金为原材料，将其浸渍于一定浓度的硝酸银溶液中用紫外光照射，将银离子还原为金属银均匀附着在钛酸盐纳米线上，使其具有一定的杀菌功能。但是其改性方法所需要的反应时间长(需要24
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48小时)，并且还需要经过十几个小时的紫外线照射才可以达到理想的抗菌效果，其总体步骤也较为繁琐。
[0006]综上，现有技术中，如机械表面改性、物理表面改性、溶胶
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凝胶法、化学气相沉积、电化学改性法、等离子体处理等技术，涉及到复杂的物理化学过程，又或者涉及到了冗杂的样品前处理，这限制了其广泛的应用。
[0007]因此，开发一种简单高效，又能形成同时具有较强的抗菌性和优良的生物相容性的人工心脏泵泵体材料的制备方法是至关重要的。

技术实现思路

[0008]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种人工心脏泵泵体材料的制备方法及其应用，所述的制备方法无需对所采用的金属材料采用传统的粗糙化处理，实验条件
温和，化学试剂少，原料便宜，简单易操作，耗时短；所述的制备方法得到的人工心脏泵泵体材料的表面涂层厚度均匀，稳定性好，同时具有较强的抗菌性和优良的生物相容性。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种人工心脏泵泵体材料的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0011](1)将多巴胺和两性离子单体溶于缓冲液后，再与硫酸铜和过氧化氢混合，得到混合液；
[0012](2)将抛光后的人工心脏泵金属材料浸入混合液中，反应，得到所述人工心脏泵泵体材料。
[0013]本专利技术中，采用核心组分包括多巴胺、两性离子单体、硫酸铜和过氧化氢的混合液，在抛光后的人工心脏泵金属材料表面反应，无需对所采用的金属材料采用传统的粗糙化处理，在医用金属材料的前处理步骤中间省去使用氢氟酸和浓硫酸刻蚀形成多孔结构的麻烦，使用简单的一步沉积法改善人工心脏泵泵体金属材料表面，相对于传统的表面改性方法如化学气相沉积、溶胶凝胶法等而言，实验步骤简单、所需要的实验条件温和，使用的化学试剂少、原料便宜，简单易操作，耗时短。
[0014]本专利技术所述的制备方法得到的人工心脏泵泵体材料的表面涂层，厚度均匀，稳定性好，同时具有较强的抗菌性和优良的生物相容性，并且由于表面两性离子与水分子的强相互作用，使得材料表面具有强亲水性，可以有效减弱蛋白质和血小板在材料表面的非特异性粘附，从而有效减少人工心脏植入手术后血栓的形成。
[0015]优选地，所述两性离子单体包括甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱(SBMA)、甲基丙烯酸酯羧基甜菜碱(CBMA)、2
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甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)或甲基丙烯酸二甲胺乙酯(DMAEMA)中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括：甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱和甲基丙烯酸酯羧基甜菜碱的组合，甲基丙烯酸酯羧基甜菜碱、2
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甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱和甲基丙烯酸二甲胺乙酯的组合，甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱、甲基丙烯酸酯羧基甜菜碱、2
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甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱和甲基丙烯酸二甲胺乙酯的组合等。
[0016]优选地，所述缓冲液包括Tri缓冲液。
[0017]本专利技术中，所述缓冲液优选Tri缓冲液的原因在于其可以在整个反应的过程中将溶液的PH值(酸度)保持在几乎恒定的水平(约为8
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8.5)，使得溶液整体维持在弱碱性的状态，有益于保证聚合反应的平稳进行。
[0018]所述Tri缓冲液包括三(羟甲基)氨基甲烷(TRIS)、盐酸和去离子水。
[0019]优选地，步骤(1)中，所述混合液中，所述多巴胺的浓度为1
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5mg/mL，例如1.5mg/mL、2mg/mL、2.5mg/mL、3mg/mL、3.5mg/mL、4mg/mL、4.5mg/mL等。
[0020]优选地，所述两性离子单体的浓度为15
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25mg/mL，例如16mg/mL、18mg/mL、20mg/mL、22mg/mL、24mg/mL等。
[0021]优选地，所述硫酸铜的浓度为0.8
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1.2mg/mL，例如0.9mg/mL、1.0mg/mL、1.1mg/mL等。
[0022]优选地，所述过氧化氢的浓度为0.2
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1mg/mL，例如0.2mg/mL、0.4mg/mL、0.6mg/mL、0.8mg/mL、1mg/mL等。
[0023]优选地，所述混合液中还包括氯化铁。
[0024]本专利技术中，所述混合液中还包括氯化铁，原因在于所加入的铁离子不仅可以加快反应速度的进行，同时也可以跟铜离子一同与多巴胺中丰富的羟基形成双金属酚醛网络。双金属离子酚醛网络协同可以有效地增强抗菌的性能，同时降低细胞毒性。
[0025]示例性地，所述氯化铁在多巴胺和两性离子单体溶于缓冲液后，加入体系中。
[0026]优选地，所述混合液中，所述氯化铁的浓度为0.8
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1.2mg/mL，例如0.9mg/m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工心脏泵泵体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将多巴胺和两性离子单体溶于缓冲液后，再与硫酸铜和过氧化氢混合，得到混合液；(2)将抛光后的人工心脏泵金属材料浸入混合液中，反应，得到所述人工心脏泵泵体材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述两性离子单体包括甲基丙烯酸酯磺基甜菜碱、甲基丙烯酸酯羧基甜菜碱、2
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甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱或甲基丙烯酸二甲胺乙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述缓冲液包括Tri缓冲液；优选地，所述Tri缓冲液包括三(羟甲基)氨基甲烷、盐酸和去离子水。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述混合液中，所述多巴胺的浓度为1
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5mg/mL；优选地，所述两性离子单体的浓度为15
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25mg/mL；优选地，所述硫酸铜的浓度为0.8
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1.2mg/mL；优选地，所述过氧化氢的浓度为0.2
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1mg/mL。4.根据权利要求1
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3所述的制备方法，其特征在于，所述混合液中还包括氯化铁；优选地，所述混合液中，所述氯化铁的浓度为0.8
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1.2mg/mL。5.根据权利要求1
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合液的pH为7.5
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8.5。6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述抛光后的人工心脏泵金属材料的制备方法包括如下步骤：将人工心脏泵金属材料进行切割、打磨、抛光、清洗和干燥；优选地，所述抛光后的人工心脏泵金属材料还包括用乙醇浸泡的操作；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄创鑫，孟令伟，曲洪一，刘鑫，王秋良，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：