[发明专利]在生物材料表面制备载肝素及Cu

说明书

本发明公开了一种在生物材料表面制备载肝素及Cu²⁺的介孔硅纳米颗粒涂层的方法，首先对介孔硅纳米颗粒进行表面改性，从而获得氨基修饰的介孔硅纳米颗粒；进而在介孔孔道内装载肝素与Cu²⁺；然后用白蛋白对纳米颗粒表面进行修饰；最后将纳米颗粒固定在多巴胺改性的生物材料表面，得到载肝素及Cu²⁺的介孔硅纳米颗粒涂层。采用本发明的方法对血管内植入材料或器械进行表面改性，可以有效控制材料表面肝素和Cu²⁺的装载量和释放行为，赋予材料良好的血液相容性，并能显著促进血管内皮再生，从而有效提高材料的生物相容性和植入成功率。

技术领域

本发明涉及生物材料的技术领域，具体涉及一种在生物材料表面制备载肝素及Cu²⁺的介孔硅纳米颗粒涂层的方法。

背景技术

血管内植入材料或器械(如，血管支架、人工血管等)表面的抗凝血性能及内皮修复性能仍然是其临床应用面临的主要问题，通过改变材料的表面性能来调控植入周围环境响应并进而提高植入材料的性能和功能对血管内植入材料或器械的临床应用具有非常重要的关键意义。迄今为止，诸多表面改性技术被用来提高材料的抗凝血性能及诱导内皮原位再生，但其效果仍不理想，特别是很难同时赋予材料以优异的抗凝血性能和快速内皮修复性能。通过在材料表面引入两种或两种以上的生物活性分子构建具有调控血液、血管组织及细胞行为的多功能生物活性层是赋予材料表面优异的抗凝血性能及内皮修复性能的常用手段。然而，目前的方法(如，共价接枝、静电吸附、固定生物分子复合物、层层自组装等)表面生物分子固定量、生物分子活性以及在血管流场环境中的持续作用能力等都还有待提高，如，共价固定的生物分子由于化学反应导致生物分子活性降低，而静电吸附以及层层自组装(LBL)引入的生物分子结合力较弱，在体内流场环境中生物分子的快速流失很难满足体内抗凝血及内皮原位快速再生的要求。

纳米技术可从细胞的粘附与生长以及细胞功能调控、生物活性因子的装载控释以及材料综合性能调控等不同角度调控生物材料的性能和功能，为血管内植入材料或器械的表面改性提供新的突破口。将装载了生物活性因子的纳米颗粒固定在材料表面可望用于血管内植入材料的表面修饰，进而通过活性因子的原位持续释放达到调控血液及内皮细胞行为的目的。

肝素具有优异的抗凝血性能，可以调控大量的生物及生理反应，并且表面固定肝素具有一定的促内皮细胞生长性能。目前常用的肝素化方法(如，离子键合、静电吸附、共价结合等)很难保证肝素的持续控释行为及其活性，并且表面肝素固定量也很难保证血管内植入材料长期持续作用的要求。将肝素装载在介孔硅纳米颗粒孔道内，不仅可以大大提高肝素分子的装载量，并且由于肝素的释放要经历介孔狭长的孔道可以实现肝素的可控持续释放，其装载量与释放行为也可以通过介孔参数和表面修饰进行调节。近年来的研究发现，Cu²⁺可作为酶辅因子参与细胞信号通路及生物学应答调控，可以刺激血管内皮细胞增殖及增强血管发生，当与细胞生长因子联合使用时，效果更为显著。此外，Cu²⁺还具有催化血液内NO供体分解释放NO的能力，而NO则是调控血管内平衡及维持血运通畅的重要分子，因此，在装载肝素的介孔硅纳米颗粒孔道内进一步装载Cu²⁺，可望实现抗凝血及促内皮细胞生长的协同作用。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种在生物材料表面制备载肝素及Cu²⁺的介孔硅纳米颗粒涂层的方法，通过该方法对血管内植入材料或器械进行表面改性，可以有效控制材料表面肝素和Cu²⁺的装载量和释放行为，赋予材料良好的血液相容性，并能显著促进血管内皮再生，从而有效提高材料的生物相容性和植入成功率；多巴胺是一种可以在几乎所有材料表面进行自聚合的化学分子，并形成牢固结合的涂层，涂层具有较强的与氨基反应的能力，因此，本发明所采用的方法几乎可以用于所有生物材料的表面改性，用于固定载肝素及Cu²⁺的介孔硅纳米颗粒。

本发明所采取的技术方案是：