[发明专利]一种厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层及其制备方法

说明书

本发明提供一种厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层及其制备方法，所述制备方法通过迈克尔加成反应层层共价组装延长分子的长度，实现对分子链长度的控制，进一步控制涂层的厚度；所使用的原料价格低廉，可显著减低产品成本。本发明还提供一种如上所述的制备方法制备的厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层，以及包括该涂层的体内介入手术医疗装置。

技术领域

本发明属于生物医用材料领域，尤其涉及一种厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层及其制备方法。

背景技术

血液接触类医疗器械已被广泛用于临床，例如静脉导管、冠状动脉支架、人工心脏瓣膜、血液透析循环器械、膜式氧合器等医疗装置。当这类医疗器械与血液接触时会激发宿主血液防御机制，引起血栓和栓塞的发生，危及患者生命。因此，改善生物医学材料的血液相容性、提高材料的抗凝血性能具有重要的意义。

心脏支架又称冠状动脉支架，是心脏介入手术中常用的医疗器械，具有疏通动脉血管的作用。主要材料为不锈钢、镍钛合金或钴铬合金。心脏支架材料与血液接触时，会发生凝血反应和形成血栓，因此必须对其进行表面改性提高它的生物相容性避免血栓形成。心脏支架的生产成本构成，骨架金属材料虽然占到材料重量最大，但是成本占比最少，而涂层材料，因为技术含量较高，并且成本较贵。所以，一个心脏支架的成本，主要来自涂层成本的占比。中国每年用于心脏支架的涂层材料消费量约在100吨左右，因此，研制具有抗凝血性的涂层具有广阔的市场前景。

磷酸胆碱基团广泛存在于生物膜外层，其结构中存在一个季铵基和磷酸根使其在同一个分子内保持着等量的正电荷和负电荷。这种带有等量正、负电荷的基团能结合大量的水分子，在表面形成一层水合层，从而减少对蛋白质和血小板的吸附，因此具有优良的抗凝血性能。由于磷酸胆碱同时具有优良的生物相容性和抗凝血特性，通过物理或者化学方法将含磷酸胆碱基团的分子或者聚合物引入到医疗器械表面使其获得抗凝血性得到了较为广泛的研究和应用。专利CN201480063475.3公开了一种具有磷酸胆碱外表面的医疗装置，采用硅烷偶联剂将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)或者其衍生物固定在支架表面。CN200510050675.8公开了一种改善生物医用不锈钢装置生物相容性的方法，采用硅烷偶联剂将(MPC)固定在不锈钢表面。

从现有技术可以看出，目前磷酸胆碱涂层主要存在的问题在于：(1)涂层厚度不可控；(2)所使用的磷酸胆碱来源多为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)或者其衍生物，价格昂贵导致成本高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一个方面，本发明提供了一种厚度可控的磷酸胆碱单分子涂层的制备方法，所述制备方法通过迈克尔加成反应层层组装延长分子的长度，包括如下步骤：

步骤(1)，基底材料表面羟基化；

步骤(2)，对步骤(1)所得表面氨基化；

步骤(3)，对步骤(2)所得表面接枝双键官能团；

步骤(4)，对步骤(3)所得表面接枝氨基官能团；

步骤(5)，对步骤(4)所得表面接枝磷酸胆碱基团；

步骤(6)，对步骤(5)所得表面加入还原剂将亚胺键还原；

其中，步骤(3)和步骤(4)可反复循环多次，以控制涂层厚度，得到一种厚度可控的末端含有磷酸胆碱基团的单分子涂层。

较佳地，所述涂层的厚度为1-10nm。

较佳地，步骤(1)中，所述基底材料表面羟基化方法包括：将基底材料浸入食人鱼洗液中搅拌5-30分钟，温度为20-60℃，清洗后经氮气吹干。