[发明专利]一种具有生物兼容性的图案化梯度润湿功能表面的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有生物兼容性的图案化梯度润湿功能表面的制备方法，通过3D金属激光烧结技术制备具有不同微观图案的金属表面，然后制备甲基丙烯酸酯类树脂溶液，与固化剂进行交联，并在具有不同微观图案的金属表面上形成致密聚合物薄膜，调节水溶液浸润时间和浸润浓度，形成具有生物兼容性，且接触角在一定范围内梯度变化的图案化梯度润湿功能表面。采用本发明的方法所制备的功能表面具有较好的生物兼容性，具有梯度接触角连续变化的特征，能够实现接触角在较大范围内连续性单调变化，加强对蛋白质吸附量，且能够在多种金属材料表面实现，极大扩大了梯度润湿功能表面在蛋白质吸附量及具体吸附行为和细胞迁移与增长过程中的应用范围。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，具体涉及一种具有生物兼容性的图案化梯度润湿功能表面的制备方法。

背景技术

表面润湿性对蛋白质吸附有重要影响，不同表面润湿性会带来不同类型蛋白质吸附。梯度润湿表面指材料表面接触角沿表面某个方向梯度连续性变化。由于梯度润湿表面的特有性质，其在蛋白质吸附中有着重要应用，这也梯度润湿功能表面材料的生物兼容性提出了更高要求。

目前，在生物材料表面构建表面接触角梯度连续性变化，主要是在生物材料表面实现表面化学组成梯度变化。如Hlady等在《Colloids Surfaces B:Biointerfaces》(1994年第2卷第481～491页)发表的“Human serum albumin adsorption ontooctadecyldimethylsilyl-silica gradient surface”文章中，利用十八烷基硅烷在硅片上形成了表面化学组成梯度变化的梯度润湿表面，介绍了表面接触角从12°增加到105°的梯度润湿表面上，随着接触角增大，人类血清蛋白的吸附增加，而梯度润湿表面的疏水端展现出了对免疫球蛋白的更好吸附行为。Simon等在《Biomaterials》(2006年第27卷第3817～3824页)发表的“Combinatorial screen of the effect of surface energy onfibronectin-mediated osteoblast adhesion,spreading and proliferation”文章中，利用正辛基二甲基氯硅烷的自组装与紫外光照，在玻璃片上形成了表面能梯度变化的梯度润湿表面，描述了在接触角从25°增加到95°的梯度润湿表面上，纤维蛋白细胞的增长随接触角的增加线性增大，且在疏水区域增长速率会更快。

梯度润湿表面对蛋白质吸附及细胞黏附不仅由表面接触角决定，也受到梯度润湿表面微观形貌的影响。另一种构建生物材料表面接触角梯度连续性变化的方法是在生物材料表面实现表面微观形貌梯度变化。对梯度润湿表面微观形貌包括了梯度润湿表面图案化。目前对梯度润湿表面图案化关注较少。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种具有生物兼容性的图案化梯度润湿功能表面的制备方法，该方法简单、易操作。

为此，本发明提供一种具有生物兼容性的图案化梯度润湿功能表面的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过3D金属激光烧结技术制备具有不同微观图案的金属表面；

(2)制备甲基丙烯酸酯类树脂溶液，与固化剂进行交联，并在步骤(1)的金属表面上形成致密聚合物薄膜，调节水溶液浸润时间和浸润浓度，形成具有生物兼容性，且接触角在一定范围内梯度变化的图案化梯度润湿功能表面。

进一步的，所述步骤(2)的制备方法具体为：

(a)以质量份数计，将4～25份第一引发剂与80～450份第一单体加入到转速为20～90转/分钟的密闭磁力搅拌器内，搅拌8～25分钟，得到第一预聚单体；

(b)以质量份数计，将4～25份第二引发剂与400～1200份第二单体加入到转速为20～90转/分钟的密闭磁力搅拌器内，搅拌8～35分钟，得到第二预聚单体；