[发明专利]一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法

说明书

本发明提供了一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，包括以下步骤：步骤一、在容器(1)中充满缓冲溶液，其中该容器(1)由绝缘的容器壁、底部金属电极片(3)和顶部金属电极片(4)组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器(1)的底部金属电极片(3)接触；步骤二、将直流电源(2)的正极连接容器(1)的底部金属电极片(3)，将直流电源(2)的负极连接容器(1)的顶部金属电极片(4)，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料。本发明具有操作简便、避免使用偶联剂和有毒有害溶剂等优点，适于产业化生产。

技术领域

本发明涉及一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，属于生物医用材料领域。

背景技术

在生理环境中，植入的生物材料除了接触水、无机盐外，与蛋白质、细胞、组织和器官等生命有机体的作用更为关键，而蛋白质与生物材料表面接触并吸附，对材料造成污染，将影响生物材料的性能。更重要的是，材料表面的蛋白质吸附，可能诱发体内异物反应，导致细胞粘附和血液蛋白的吸附，进一步诱导凝血现象，以及造成细菌繁殖和感染等严重问题。此外，生物传感器应用中非特异性蛋白质吸附会导致检测失准，生化分离膜表面的蛋白质吸附会引起生物垢堵塞等。因此，研究具有抗蛋白吸附性能的材料表面已成为国内外研究的热点，对角膜接触镜、医用植入材料、船体涂料、药物传递系统、生物芯片等的推广应用有着重要影响。

目前广泛使用的聚乙二醇(PEG)类抗蛋白粘附材料，具有优异的亲水性，可结合大量水分子，高度流动，有很大的空间排斥力，通过围绕分子链氢键形成“空间排斥”和水合层，以阻抗非特异性蛋白质吸附。PEG及其衍生材料是目前公认的抗蛋白质吸附性能较好的材料之一。随着对材料表面蛋白质吸附机理的深入研究，以及计算机分子模拟水平的提高，仿生设计成为抗蛋白质吸附材料研究的重要趋势。磷酸胆碱是一类亲水的具有磷脂结构的化合物，其两性离子基团部分可以在材料表面形成高水化层，有效降低表面蛋白质构象的变化，阻抗蛋白质吸附。含有磷酸胆碱基团的单体，如2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)，具有高亲水性和优良的生物相容性，抗蛋白质吸附、抗血小板粘附性能十分优异。Sun等用水相共沉淀法制备了超顺磁的四氧化三铁纳米粒子，并修饰MPC，从而大大减少蛋白质的非特异性吸附，延长复钙化凝血时间，并具有良好的生物相容性(Journal ofBiomedical Materials Research Part A,2013,101:607-612)。Su等制备了含有MPC、N-甲基丙烯酸丁酯、聚醚砜的磷酸胆碱共聚物的抗生物污染超滤膜(Journal of MembraneScience,2008,322:171-177.)。由于MPC与甲基丙烯酸羟乙酯结构相似，有较好的相容性，MPC常被用于改善水凝胶角膜接触镜的平衡含水率和溶胀过程中出现的相分离现象，并有效减少角膜接触镜使用过程中泪液中蛋白质的沉积。

然而，对抗蛋白质粘附表面的研究及应用中普遍采取对成型材料表面进行改性处理等方式。在改性处理过程中，需要使用偶联剂、溶剂等有毒有害化学物质，较大地限制了在角膜接触镜、水凝胶植入材料、药物缓释载体、生物芯片等方面的拓展应用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法。本发明操作简单方便，避免使用偶联剂和有毒有害溶剂，适于产业化生产。

技术方案：本发明提供了一种水凝胶膜材料表面抗蛋白粘附的处理方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在容器中充满缓冲溶液，其中该容器由绝缘的容器壁、底部金属电极片和顶部金属电极片组成，将水凝胶膜材料浸入上述缓冲溶液中，并确保该水凝胶膜材料的下表面与容器的底部金属电极片接触；

步骤二、将直流电源的正极连接容器的底部金属电极片，将直流电源的负极连接容器的顶部金属电极片，之后施加直流电压，对水凝胶膜材料进行处理，得到上表面具有抗蛋白粘附性能的水凝胶膜材料。

其中：