[發明專利]一種Cu/PAA復合膜及其制備方法以及應用

有效

• 申請號: 201611228337.3
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106637310B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 倪似愚;劉玉昆;梅琳
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C25D3/38
• 分類號: C25D3/38;C25D11/12;C25D5/54;C25D5/18;A61L31/14;A61L31/02;A61L31/16
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

本發明涉及一種Cu/PAA復合膜及其制備方法以及應用，所述復合膜的結構為：納米Cu通過交流電沉積均勻分布在PAA的孔道結構內。制備方法包括：將多孔陽極氧化鋁PAA進行減薄阻擋層和擴孔預處理；將預處理得到的PAA加入電沉積液中，進行外加交流電沉積，得到Cu/PAA復合膜。本發明方法操作簡單高效，便于推廣；制備得到的復合膜同時具有抗菌性能和促進成骨細胞粘附增殖的能力，有望作為一種人工植入材料的表面涂層而獲得應用。

技術領域

本發明屬于生物活性材料及其制備領域，特別涉及一種Cu/PAA復合膜及其制備方法以及應用。

背景技術

多孔陽極氧化鋁(Porous Anodic Alumina,PAA)是一種典型的具有長程有序的納米多孔自組裝材料。其表面相互平行排列的大面積納米孔道能夠模擬骨組織中膠原纖維的尺寸和排列(International Journal of Nanomedicine 2014；9:3325-3334)。研究表明，陽極氧化鋁的納米孔陣列能顯著促進成骨細胞生長，細胞能在其表面牢固附著(ActaBiomaterialia 2014；10:968-74)。然而，PAA表面不具有抗菌活性，易于受到細菌的侵染。利用PAA表面高度規整的孔道結構負載生物活性物質，可賦予其抑制細菌感染同時促進相關功能細胞生長的多重生物學功能，因此PAA是一種潛在的生物醫學材料表面涂層。

Cu因為具有突出的殺菌作用而在生物材料領域被廣泛運用。作為人體內必需的一種微量元素，Cu參與多種蛋白質和酶的構成。近期的研究表明，Cu在機體骨的正常生長發育過程中發揮著重要的作用，能刺激骨組織的再生與修復(International Journal ofNanomedicine 2014；9:3325-3334)。另有研究表明，Cu可以誘導相關生長因子表達，從而促進新血管的生成(Applied and Environmental Microbiology:2011.77:1541-1547)。引入適量Cu的生物陶瓷材料對成骨相關細胞的黏附、增殖及功能表達方面具有明顯的促進作用(Journal of Controlled Release 2014；193:282-295)。

生物材料的表面修飾已發展出諸多技術方法，包括低溫等離子體法、輻射接枝技術、表面固定化、自組裝技術等。然而大多數表面修飾方法均難以實現生物材料表面生物活性物質裝載量的有效控制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種Cu/PAA復合膜及其制備方法以及應用，該方法快速，簡便，高效；該方法制得的Cu/PAA復合生物膜材料具有良好抗菌性能并且可促進成骨相關細胞增殖。

本發明的一種Cu/PAA復合膜，所述復合膜的結構為：納米Cu通過交流電沉積均勻分布在PAA的孔道結構內。

上述交流電沉積在PAA表面多孔結構中由孔底向外組裝納米Cu，使得Cu均勻分布于PAA多孔結構內。

所述納米Cu的尺寸為8－46nm，PAA的孔道尺寸為25－75nm。

本發明的一種Cu/PAA復合膜的制備方法，包括：

(1)將多孔陽極氧化鋁PAA進行減薄阻擋層和擴孔預處理；

(2)將步驟(1)中預處理得到的PAA加入電沉積液中，進行外加交流電沉積，得到Cu/PAA復合膜；其中，電沉積液為CuSO₄·5H₂O、(NH₄)₂SO₄、H₃BO₃的混合液；交流電壓為5V－15V，沉積時間為2s－10s。

所述步驟(1)中PAA的制備方法包括：將高純鋁(99.999％)在C₂H₂O₄·2H₂O溶液體系中進行兩次陽極氧化，得到PAA。