一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法
【專利摘要】本發明公開了一種在銅片表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，通過在銅片表面制備具有超疏水性能的納米氧化鋅薄膜，使其能夠有效的降低血小板在薄膜表面的附著量并使銅片呈現出良好的抗凝血性能。本發明采用電沉積與水熱法相結合的工藝來制備氧化鋅薄膜，將銅片固定在電極的一端，置入前驅體溶液進行電沉積，在銅片表面制備氧化鋅種子層，再用水熱法，控制一定溫度、時間，在一定溫度下燒結后，測試其抗凝血性能。本發明生產成本低，制備方法簡單，對反應設備要求低，反應條件溫和，無環境污染，可大規模生產。
【專利說明】
一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法。
【背景技術】
[0002]生物材料是一類可用于動物器官和組織的修復與替換、疾病的診斷與治療，與動物生物相容、具有特殊性能或功能的材料。抗凝血生物材料是生物材料的重要組成部分，被廣泛應用于與人類血液和組織相接觸的醫用材料上，如血液透析系統、體外循環系統、人工心臟瓣膜、心臟起搏器、人工血管、血管支架、外科手術線和導管等。以冠狀動脈和外圍心血管疾病為主的動脈粥樣硬化心血管疾病，是世界上死亡率最高的疾病之一。2010年，僅在美國，用于心血管疾病的費用就高達4485億美元。抗凝血材料的市場非常龐大，并且以每年10%—20%的速率增長。因此研究氧化鋅的抗凝血性有很大的意義。
【發明內容】
[0003]為了研究氧化鋅薄膜表面的抗凝血性能，本發明提供了一種在銅片表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法。
[0004]本發明所采取的技術方案是:一種在銅片表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:通過配制特定濃度的硝酸鋅溶液，用穩壓直流電源對打磨清洗過的銅片進行電沉積，制備種子層，將樣品放入反應釜中，倒入等摩爾比的Zn(NO3)2.6H20和ΝΗ3.Η20的混合溶液，在特定條件下反應一段時間后取出，進行煅燒，再測量其表面靜態接觸角，選取超疏水/超親水的樣品放入血小板溶液中離心，使血小板黏附在薄膜上，在掃描電鏡下觀察。
[0005]本發明的制備特征工藝步驟如下:
一、配制濃度為0.01mol/L至0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6出0溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在50°C至90°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10min；
二、配置濃度為0.02mol/L至0.08 mol/L的Zn(NO3)2.6出0溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η2θ，充分攪拌均勻；
三、將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中。在70°C至90°C的大氣氛圍中反應2 h至4 h;
四、取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐。將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h;
五、取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角；
六、取5mL新鮮的人體血液，搖勾，離心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min)10 min。棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿；
七、取20uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液；
八、把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500r/min轉速離心I min,用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇； 九、在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照。觀察血小板的黏附數量和血小板的形態。
[0006]進一步的，所述步驟一中通過電沉積來制備種子層。
[0007]進一步的，所述步驟二中加入ΝΗ3.Η20的量為溶液恰好由混濁轉變為澄清。
[0008]進一步的，所述步驟四中反應釜冷卻，用大量冷水快速降溫，取出樣品放在200°C溫度下，在空氣中進行，不含有其他保護性氣體。
[0009]進一步的，所述步驟五中制備出具有超未水或超疏水的樣品。
[0010]進一步的，所述步驟六中將血液離心獲得高濃度血小板血漿。
[0011]進一步的，所述步驟八中血小板黏附在銅片上，保護好其微觀形態。
[0012]進一步的，所述步驟九中觀察血小板的形態，統計血小板的數量。
[0013]本發明的優點是:(I)種子層的制備，使得氧化鋅和銅片之間的黏附性很好，克服了普遍存在的氧化鋅容易剝落的難題；(2)用水熱法在銅片表面制備氧化鋅，氧化鋅分布均勻，結構穩定；(3)氧化鋅是一種寬帶隙半導體材料，并且具有良好生物相容性，其疏水表面使得器件不易污染，易于清潔消毒，是很有前景的抗凝血材料。(4)本發明使用的硝酸鋅、氨水等都是常用原料，生產成本低，對反應設備要求低，反應條件溫和，制備方法簡單，無環境污染。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明氧化鋅薄膜的場發射掃描電鏡圖；
圖2為本發明血小板黏附在氧化鋅薄膜上的SEM圖；
圖3為本發明血小板黏附數量與接觸角關系的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]給出本發明的實施例并結合給出的實施例對本發明加以說明，但所給出的實施例對本發明不構成任何限制:
【具體實施方式】一:配制濃度為0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在50°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10 min;配置濃度為0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η20，充分攪拌均勻;將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應4 h;取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐。將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h;
取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角，測得該樣品表面的靜態接觸角為167.7°，滾動角為6.7° ;取5 mL新鮮的人體血液，搖勻，離心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min) 10 min。棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿;取20 uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液；把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min轉速離心Imin，用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇。
[0016]在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照。觀察血小板的黏附數量和血小板的形態，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數量為0.74 X 14個/cm2.血小板的形態也未發生改變，說明血小板并未被激活，該材料具有良好的抗凝血功能。
[0017]【具體實施方式】二:配制濃度為0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在90°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10 min;配置濃度為0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η20，充分攪拌均勻;將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應4 h;取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐。將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h;
取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角，測得該樣品表面的靜態接觸角為3.7° ;取5 mL新鮮的人體血液，搖勻，離心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min)10 min。棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿;取20 uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液;把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min轉速離心I min,用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定Ih，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇。
[0018]在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照。觀察血小板的黏附數量和血小板的形態，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數量為I.36 X 14個/cm2.血小板的形態也未發生改變，說明血小板并未被激活，該材料的抗凝血功能一般。
[0019]【具體實施方式】三:配制濃度為0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在70°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10 min;配置濃度為0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η20，充分攪拌均勻;將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應4 h;取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐。將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h;
取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角，測得該樣品表面的靜態接觸角為4.8° ;取5 mL新鮮的人體血液，搖勾，離心(3650 r/min)10 min。吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min) 10 min。棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿;取20 uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液;把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min轉速離心I min,用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇。
[0020]在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照。觀察血小板的黏附數量和血小板的形態，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數量為I.48 X 14個/cm2.血小板的形態也未發生改變，說明血小板并未被激活，該材料的抗凝血功能一般。
[0021]【具體實施方式】四:配制濃度為0.01 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在70°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10 min;配置濃度為0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η20，充分攪拌均勻;將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中。在70°C的大氣氛圍中反應4 h;取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐。將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h;
取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角，測得該樣品表面的靜態接觸角為25.4° ;取5 mL新鮮的人體血液，搖勻，離心(3650 r/min) 10 min。吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min) 10 min。棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿;取20 uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液;把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min轉速離心I min,用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇。
[0022]在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照。觀察血小板的黏附數量和血小板的形態，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數量為2.03 X 14個/cm2.血小板的形態也未發生改變，說明血小板并未被激活，該材料的抗凝血功能一般。
【主權項】
1.一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:通過電沉積法制備出具有特定陣列密度及厚度的氧化鋅種子層，然后用水熱法制備出具有特定微觀形貌的超疏水氧化鋅薄膜，證明超疏水氧化鋅薄膜具有抗凝血性，按以下步驟進行: 配制濃度為0.0l 11101/1至0.05 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，將洗凈的銅片固定在電極的一端，用2 V的直流電源在50°C至90°C的電沉積液中進行電沉積，沉積時間為10 min；配置濃度為0.02 mol/L至0.08 mol/L的Zn(NO3)2.6H20溶液，往溶液中滴入等摩爾比的ΝΗ3.Η20，充分攪拌均勻； 將有種子層的銅片放入反應釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應釜中，然后把密封好的反應釜置入恒溫箱中； 在70°C至90°C的條件下反應2 h至4 h； 取出反應釜待其降至室溫后，將樣品取出，用去離子水洗滌后放入馬弗爐； 將溫度設置為200°C，保溫時間為2 h; 取出樣品待其冷卻后用接觸角測量儀測量納米氧化鋅表面的靜態接觸角； 取5 mL新鮮的人體血液，搖勾，離心(3650 r/min)10 min； 吸取全部上清液至另一離心管，再次離心(3000 r/min)10 min； 棄去上清液的3/4，剩余液體為高濃度血小板血漿； 取20 uL高濃度血小板血漿用PH=7.4的磷酸鹽緩沖液稀釋20倍，得到血小板溶液；把樣品浸泡在血小板溶液中，然后以3500 r/min轉速離心I min,用磷酸鹽緩沖液漂洗，2.0%戊二醛固定I h，再由乙醇系列脫水、丙酮脫醇； 在掃描電鏡下觀察血小板形態、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區域進行拍照，發現血小板的黏附數量很少，表現出明顯抗凝血性。2.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟一中通過電沉積來制備種子層。3.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟二中加入NH3.H2O的量為溶液恰好由混濁轉變為澄清。4.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟四中反應釜冷卻，用大量冷水快速降溫，取出樣品放在200°C溫度下，在空氣中進行，不含有其他保護性氣體。5.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟五中制備出具有超疏水的氧化鋅薄膜。6.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟六中將血液離心，獲得高濃度血小板血漿。7.根據權利要求1所述的一種在銅表面制備抗凝血氧化鋅薄膜的方法，其特征在于:所述步驟八中血小板黏附在銅片上的數量很少。
【文檔編號】A61L33/00GK105970191SQ201610321992
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月16日
【發明人】彭思博, 薛名山, 王法軍, 歐軍飛, 李長全, 李文
【申請人】南昌航空大學