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(fā)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(xiàn)出良好的抗凝血性能。本發(fā)明采用電沉積與水熱法相結(jié)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(qū)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(jié)后，測試其抗凝血性能。本發(fā)明生產(chǎn)成本低，制備方法簡單，對反應(yīng)設(shè)備要求低，反應(yīng)條件溫和，無環(huán)境污染，可大規(guī)模生產(chǎn)。
【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(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)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(shù)】
[0002]生物材料是一類可用于動物器官和組織的修復(fù)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?？鼓锊牧鲜巧锊牧系闹匾M成部分，被廣泛應(yīng)用于與人類血液和組織相接觸的醫(yī)用材料上，如血液透析系統(tǒng)、體外循環(huán)系統(tǒng)、人工心臟瓣膜、心臟起搏器、人工血管、血管支架、外科手術(shù)線和導(dǎo)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?？鼓牧系氖袌龇浅｝嫶?，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(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了研究氧化鋅薄膜表面的抗凝血性能，本發(fā)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(fā)明所采取的技術(shù)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(wěn)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(yīng)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(yīng)一段時間后取出，進行煅燒，再測量其表面靜態(tài)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(fā)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中。在70°C至90°C的大氣氛圍中反應(yīng)2 h至4 h;
四、取出反應(yīng)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(shè)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(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照。觀察血小板的黏附數(shù)量和血小板的形態(tài)。
[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(zhuǎn)變?yōu)槌吻濉?br>[0008]進一步的，所述步驟四中反應(yīng)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(tài)。
[0012]進一步的，所述步驟九中觀察血小板的形態(tài)，統(tǒng)計血小板的數(shù)量。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)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(jié)構(gòu)穩(wěn)定；(3)氧化鋅是一種寬帶隙半導(dǎo)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(fā)明使用的硝酸鋅、氨水等都是常用原料，生產(chǎn)成本低，對反應(yīng)設(shè)備要求低，反應(yīng)條件溫和，制備方法簡單，無環(huán)境污染。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明氧化鋅薄膜的場發(fā)射掃描電鏡圖；
圖2為本發(fā)明血小板黏附在氧化鋅薄膜上的SEM圖；
圖3為本發(fā)明血小板黏附數(shù)量與接觸角關(guān)系的示意圖。
【具體實施方式】
[0015]給出本發(fā)明的實施例并結(jié)合給出的實施例對本發(fā)明加以說明，但所給出的實施例對本發(fā)明不構(gòu)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應(yīng)4 h;取出反應(yīng)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(shè)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(tài)接觸角，測得該樣品表面的靜態(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照。觀察血小板的黏附數(shù)量和血小板的形態(tài)，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數(shù)量為0.74 X 14個/cm2.血小板的形態(tài)也未發(fā)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應(yīng)4 h;取出反應(yīng)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(shè)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(tài)接觸角，測得該樣品表面的靜態(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照。觀察血小板的黏附數(shù)量和血小板的形態(tài)，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數(shù)量為I.36 X 14個/cm2.血小板的形態(tài)也未發(fā)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中。在90°C的大氣氛圍中反應(yīng)4 h;取出反應(yīng)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(shè)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(tài)接觸角，測得該樣品表面的靜態(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照。觀察血小板的黏附數(shù)量和血小板的形態(tài)，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數(shù)量為I.48 X 14個/cm2.血小板的形態(tài)也未發(fā)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中。在70°C的大氣氛圍中反應(yīng)4 h;取出反應(yīng)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(shè)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(tài)接觸角，測得該樣品表面的靜態(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照。觀察血小板的黏附數(shù)量和血小板的形態(tài)，通過SEM圖片估算出血小板的黏附數(shù)量為2.03 X 14個/cm2.血小板的形態(tài)也未發(fā)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(quán)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(yīng)釜中，再將步驟二配置好的溶液倒入反應(yīng)釜中，然后把密封好的反應(yīng)釜置入恒溫箱中； 在70°C至90°C的條件下反應(yīng)2 h至4 h； 取出反應(yīng)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(shè)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(tài)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(zhuǎn)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(tài)、聚積、變形等情況，對每個樣品，隨機選取3個均勻分布的區(qū)域進行拍照，發(fā)現(xiàn)血小板的黏附數(shù)量很少，表現(xiàn)出明顯抗凝血性。2.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(zhuǎn)變?yōu)槌吻濉?.根據(jù)權(quán)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(yīng)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shù)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(fā)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(xué)