[發(fā)明專利]一種可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810068895.0
• 申請日: 2018-01-24
• 公開（公告）號: CN108411344B
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程逵;朱翼飛;翁文劍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C25D9/02;C25D5/54
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發(fā)明公開了一種可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜及其制備方法。薄膜通過電化學沉積法連續(xù)沉積，下層為傳統(tǒng)摻雜的聚吡咯膜層，上層為含有兩類生物分子共沉積的聚吡咯復合層。上、下兩層的厚度和成分可分別通過電化學沉積電量和沉積電流及時間進行調(diào)控。本發(fā)明的薄膜具有良好的生物相容性、并且鑒于生物分子本身由于電極附近pH變化所帶來的不同變化，以及兩類生物分子的粒徑和電負性的較大差異，能夠通過不同電壓調(diào)控原位兩類生物分子的選擇性釋放，定時定點的為細胞提供不同時期所需的相關(guān)生長因子。薄膜制備過程簡單易行，可廣泛應用于體外細胞培養(yǎng)、組織工程、醫(yī)療器械表面涂層等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)用薄膜領(lǐng)域，具體涉及一種可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜及其制備方法，該薄膜可實現(xiàn)由電場調(diào)控原位選擇性釋放細胞所需的生物因子。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)聚吡咯作為近年來被廣泛研究的一種導電聚合物，具有制備簡單，形貌均勻，成分可控，生物相容性好的特點[X.H.Chu,Q.Xu,Z.Q.Feng,et al.In vitrobiocompatibility of polypyrrole/PLGA conductive nanofiber scaffold withcultured rat hepatocytes.Materials Research Express,2014,1(3):035402.]，吡咯聚合方式簡單來說，先單體在電極表面失去一個電子而被氧化為正性原子團,接著生成正性原子團的二聚、三聚、多聚體。正性原子團間存在靜電斥力，而支撐電解液中的摻雜陰離子在其間就起到了“橋梁”的作用，使得齊聚反應以較快的速度發(fā)生,并且在聚合過程中以電荷補償?shù)姆绞酵琍Py的主鏈相連接。當施加外界負電壓刺激時，聚吡咯轉(zhuǎn)變?yōu)橹行缘倪€原態(tài)，會實現(xiàn)膜中負電性離子的釋放。

但沉積有生物分子的聚吡咯膜層會出現(xiàn)生物相容性大幅下降的情況[D.D.Ateh,P.Vadgama,H.A.Navsaria.Culture of human keratinocytes on polypyrrole-basedconducting polymers.Tissue Engineering,2006,12(4):645-655.]，經(jīng)研究是由于生物分子作為摻雜劑導致的聚吡咯聚合度降低，聚合度低的聚吡咯細胞毒性較大。

因此一種新的沉積生物分子聚吡咯薄膜的制備方法勢在必行，并且細胞生長不同時期所需生長因子不同，單一的生物分子沉積并不能滿足細胞生長的需求，一種能夠在外場調(diào)控下原位定時選擇性生長因子的薄膜的出現(xiàn)對體外細胞培養(yǎng)、組織工程等生物醫(yī)學工程領(lǐng)域有較大意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜及其制備方法，該薄膜為由兩類生物分子共沉積的復合雙層聚吡咯薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)電場調(diào)控選擇性原位定時定點提供細胞不同時期生長所需不同生長因子、具有良好生物相容性、制備方法簡便，。

本發(fā)明的可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜，是在基底上以傳統(tǒng)摻雜劑摻雜的聚吡咯膜層為下層，以兩類生物分子共沉積的聚吡咯膜層為上層，所述的兩類生物分子其負電性差異滿足如下條件：在正電壓刺激下一類生物分子得到釋放，而在負電壓刺激下另一類生物分子得到釋放。該兩類生物分子的粒徑差距較大且負電性差距較大，可在不同電壓下實現(xiàn)選擇性的釋放。

上述技術(shù)方案中，所述的基底為ITO、FTO、鈦片、鉭片或具有導電薄膜的聚合物。所述的聚合物可以為聚乳酸或聚乙醇酸或聚已內(nèi)酯或聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。

所述的傳統(tǒng)摻雜劑為對甲苯磺酸鈉或十二烷基苯磺酸鈉或十二烷基硫酸鈉。

所述的在正電壓刺激下得到釋放的一類生物分子通常為白蛋白或BMP-2。

所述的在負電壓刺激下得到釋放的一類生物分子可以為肝素或透明質(zhì)酸。

制備上述的可電場調(diào)控選擇性釋放生物分子的復合雙層薄膜的方法，步驟如下：