一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，屬于高分子材料和生物涂層相結(jié)合領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]透明質(zhì)酸是一種直鏈線型天然大分子，由N-乙?；?D-葡萄糖胺和D-葡萄糖醛酸交替連結(jié)而成，大量存在于人的皮膚、關(guān)節(jié)和眼角膜等當(dāng)中，具有優(yōu)異的生物可降解性、細(xì)胞相容性、保濕性以及成膜性能，廣泛運(yùn)用在組織工程、化妝品、傷口防粘連及藥物緩釋等領(lǐng)域。透明質(zhì)酸的主鏈上含有大量的羧基基團(tuán)和羥基基團(tuán)，可作為化學(xué)修飾位點(diǎn)，獲得具有功能特性的透明質(zhì)酸衍生物，利于制備透明質(zhì)酸基多功能材料，拓展透明質(zhì)酸的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]相比于透明質(zhì)酸分子鏈而言，其自組裝膠束粒子具有較大的比表面積，同時(shí)兼有優(yōu)異的生物相容性、生物可降解性、保濕性以及成膜性能，易于實(shí)現(xiàn)功能化，在生物涂層領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。但在前人工作中，層層自組裝、浸涂及噴涂法是目前制備基于膠束粒子涂層材料普遍采用的方法，如Park等將藥物紫杉醇負(fù)載在透明質(zhì)酸-g_聚乳酸-羥基乙酸共聚物(HA-g-PLGA)自組裝膠束當(dāng)中，利用聚賴氨酸分子鏈與膠束粒子之間的層層自組裝，制備載藥涂層(J.Mater.Chem.2009，19 (24)，4102-4107.)。這些方法步驟繁瑣、可控性不強(qiáng)，適用范圍窄，且涂層與基材之間作用力較弱。
[0004]電沉積技術(shù)操作簡便、所需設(shè)備投資少、生產(chǎn)成本低、對(duì)原材料的利用率高、工藝簡單、易于操作、條件溫和，是一種比較方便而且經(jīng)濟(jì)的方法。可通過調(diào)控電壓、沉積時(shí)間及電解液濃度控制涂層的形成過程，且電沉積能夠顯著提高基材與涂層之間的結(jié)合強(qiáng)度，在生物涂層材料的制備中受到眾多研宄者的青睞。
[0005]因而，本文發(fā)明了一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法。該制備方法將分子自組裝技術(shù)與電沉積技術(shù)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合到一起，操作步驟簡便，實(shí)用性及適用性強(qiáng)，屬于獨(dú)創(chuàng)性發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供了一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法。該方法操作簡便，條件溫和、適用范圍廣，即通過電沉積技術(shù)，利用透明質(zhì)酸和蛋白為基元，在水相中自組裝制備復(fù)合膠束粒子，以復(fù)合膠束粒子溶液為電解液，通過恒電位電沉積技術(shù)在醫(yī)用金屬表面電誘導(dǎo)膠束成膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層。
[0007]本發(fā)明的另一目的還在于可以通過控制復(fù)合膠束粒子溶液的終濃度及電沉積工藝條件，可以對(duì)膠束膜的性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0009]一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其制備步驟如下:
[0010](I)復(fù)合膠束的制備:首先配置一定濃度的透明質(zhì)酸水溶液，加入適量蛋白，待蛋白完全溶解之后，調(diào)節(jié)上述溶液的pH = 3?6，誘導(dǎo)復(fù)合體系發(fā)生自組裝形成復(fù)合膠束，繼續(xù)攪拌10?12小時(shí)，固定復(fù)合膠束形貌；
[0011]所述透明質(zhì)酸相對(duì)分子量在IX 13Da?IX 16Da,所用蛋白選自:牛血紅蛋白、牛血清蛋白、球蛋白及雞蛋白中的一種；
[0012]所制備的透明質(zhì)酸水溶液濃度為I?5mg.ml/1，蛋白的加入量為I?3mg.ml/1，透明質(zhì)酸和蛋白之間的相互作用為靜電作用、氫鍵作用；
[0013]所述的復(fù)合膠束具有pH敏感響應(yīng)性、離子敏感響應(yīng)性，膠束粒子尺寸在100?100nm 之間。
[0014](2)生物涂層的制備:首先用1200目的金相砂紙打磨醫(yī)用金屬，然后依次用無水乙醇和丙酮對(duì)基材進(jìn)行超聲清洗，將上述預(yù)處理后的醫(yī)用金屬浸入步驟(I)所制備的復(fù)合膠束溶液中，采用電沉積技術(shù)施加恒電位電壓，使荷電的膠束粒子向醫(yī)用金屬表面泳動(dòng)并沉積成膠束膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層。
[0015]所述的醫(yī)用金屬選自:鈦及鈦合金、鈷及鈷基合金、316L不銹鋼；所采用的電沉積工藝條件為:恒電位電壓范圍為I?100V，電沉積時(shí)間為I?60min，所制備的涂層具有優(yōu)異的生物相容性及細(xì)胞相容性。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明創(chuàng)新性地以透明質(zhì)酸和蛋白為基元，在水相中自組裝制備復(fù)合膠束粒子，通過恒電位電沉積技術(shù)在醫(yī)用金屬表面電誘導(dǎo)膠束成膜，制備生物相容性和生物可降解性均較好的醫(yī)用生物涂層材料，操作步驟簡便，實(shí)用性及適用性強(qiáng)，屬于獨(dú)創(chuàng)性發(fā)明。
【附圖說明】
[0017]圖1是實(shí)施例1中復(fù)合自組裝膠束溶液的數(shù)碼照片；
[0018]圖2是實(shí)施例2中復(fù)合膠束的投射電子顯微鏡圖片；
[0019]圖3是實(shí)施例3中生物涂層的SEM形貌圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0021]實(shí)施例1
[0022]一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，具體制備步驟如下:
[0023](I)復(fù)合膠束的制備:將分子量為I X 14Da的透明質(zhì)酸溶于水溶液，形成lmg/mL的透明質(zhì)酸溶液，加入牛血紅蛋白使溶液中蛋白最終濃度為lmg/mL，待牛血紅蛋白完全溶解之后，調(diào)節(jié)上述溶液的PH = 4.5，促使體系發(fā)生復(fù)合組裝形成復(fù)合自組裝膠束，繼續(xù)攪拌11小時(shí)，固定復(fù)合膠束形貌，樣品的數(shù)碼照片如附圖1所示。
[0024](2)生物涂層的制備:首先用1200目的金相砂紙打磨醫(yī)用鈦合金，然后依次用無水乙醇和丙酮對(duì)其進(jìn)行超聲清洗，將上述預(yù)處理后的醫(yī)用鈦合金作為陽極浸入步驟(I)所制備的復(fù)合膠束溶液中，20V恒電位電壓下沉積20min，使荷負(fù)電的膠束粒子向醫(yī)用鈦合金表面泳動(dòng)并沉積成膠束膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層。
[0025]實(shí)施例2
[0026]一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，具體制備步驟如下:
[0027](I)復(fù)合膠束的制備:將分子量為IXlO6Da的透明質(zhì)酸溶于水溶液，形成3mg/mL的透明質(zhì)酸溶液，加入牛血清蛋白使溶液中蛋白最終濃度為2mg/mL，待牛血清蛋白完全溶解之后，調(diào)節(jié)上述溶液的PH = 3，促使體系發(fā)生復(fù)合組裝形成復(fù)合自組裝膠束，繼續(xù)攪拌10小時(shí)，固定復(fù)合膠束形貌，復(fù)合膠束的透射電子顯微鏡圖片如附圖2所示。
[0028](2)生物涂層的制備:首先用1200目的金相砂紙打磨醫(yī)用鎂合金，然后依次用無水乙醇和丙酮對(duì)其進(jìn)行超聲清洗，將上述預(yù)處理后的醫(yī)用鎂合金作為陽極浸入步驟(I)所制備的復(fù)合膠束溶液中，90V恒電位電壓下沉積5min，使荷負(fù)電的膠束粒子向醫(yī)用鎂合金表面泳動(dòng)并沉積成膠束膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層。
[0029]實(shí)施例3
[0030]一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，具體制備步驟如下:
[0031](I)復(fù)合膠束的制備:將分子量為IXlO5Da的透明質(zhì)酸溶于水溶液，形成5mg/mL的透明質(zhì)酸溶液，加入雞蛋白使溶液中蛋白最終濃度為3mg/mL，待雞蛋白完全溶解之后，調(diào)節(jié)上述溶液的PH = 5.8，促使體系發(fā)生復(fù)合組裝形成復(fù)合自組裝膠束，繼續(xù)攪拌12小時(shí)，固定復(fù)合膠束形貌。
[0032](2)生物涂層的制備:首先用1200目的金相砂紙打磨醫(yī)用鈷基合金，然后依次用無水乙醇和丙酮對(duì)其進(jìn)行超聲清洗，將上述預(yù)處理后的醫(yī)用鈷基合金作為陽極浸入步驟
(I)所制備的復(fù)合膠束溶液中，50V恒電位電壓下沉積40min，使荷負(fù)電的膠束粒子向醫(yī)用鈷基合金表面泳動(dòng)并沉積成膠束膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層，涂層的SEM形貌圖如附圖3所示。
[0033]上述實(shí)施例用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明作出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其主要步驟為: (1)復(fù)合膠束的制備:首先配置一定濃度的透明質(zhì)酸水溶液，加入適量蛋白，待蛋白完全溶解之后，調(diào)節(jié)上述溶液的pH = 3?6，誘導(dǎo)復(fù)合體系發(fā)生自組裝形成復(fù)合膠束，繼續(xù)攪拌10?12小時(shí)，固定復(fù)合膠束形貌； (2)生物涂層的制備:首先用1200目的金相砂紙打磨醫(yī)用金屬，然后依次用無水乙醇和丙酮對(duì)基材進(jìn)行超聲清洗，將上述預(yù)處理后的醫(yī)用金屬浸入步驟(I)所制備的復(fù)合膠束溶液中，采用電沉積技術(shù)施加恒電位電壓，使荷電的膠束粒子向醫(yī)用金屬表面泳動(dòng)并沉積成膠束膜，得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其特征在于，步驟⑴中所用透明質(zhì)酸相對(duì)分子量在IXlO3Da?IXlO6Da,所用蛋白選自:牛血紅蛋白、牛血清蛋白、球蛋白及雞蛋白中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其特征在于，步驟(I)中所制備的透明質(zhì)酸水溶液濃度為I?5mg.mL—1，蛋白的加入量為I?3mg.mL—1，透明質(zhì)酸和蛋白之間的相互作用為靜電作用、氫鍵作用。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其特征在于，步驟(I)中所制備的復(fù)合膠束具有pH敏感響應(yīng)性、離子敏感響應(yīng)性，膠束粒子尺寸在100 ?100nm 之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述的醫(yī)用金屬選自:鈦及鈦合金、鈷及鈷基合金、316L不銹鋼。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法，其特征在于，步驟⑵中所采用的電沉積工藝條件為:恒電位電壓范圍為I?100V，電沉積時(shí)間為I?60min，所制備的涂層具有優(yōu)異的生物相容性及細(xì)胞相容性。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層制備方法。該制備方法包括：首先以透明質(zhì)酸和蛋白為基元，在水相中自組裝制備復(fù)合膠束粒子；再以上述復(fù)合膠束粒子溶液為電解液,結(jié)合恒電位電沉積技術(shù)在醫(yī)用金屬表面電誘導(dǎo)膠束成膜,得到基于透明質(zhì)酸復(fù)合膠束的生物涂層，該涂層具有良好的生物相容性、生物可降解性、細(xì)胞相容性。該方法操作簡便，條件溫和，適用范圍廣。
【IPC分類】C25D13/04
【公開號(hào)】CN104988561
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510427308
【發(fā)明人】潘凱, 劉曉亞, 孫家娣, 朱葉, 顧瑤
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月20日