一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面及其制备方法与细胞图案化的应用技术

本发明专利技术公开了一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面及其制备方法与细胞图案化。在PDMS

【技术实现步骤摘要】
一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面及其制备方法与细胞图案化的应用


[0001]本专利技术属于生物材料表界面技术，具体涉及一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面及其制备方法与细胞图案化。

技术介绍

[0002]生物材料表界面的性质，如表面浸润性、自由能、粗糙度、化学组成、表面形貌等都会影响生物材料的功能[ Yao X., Peng R., Ding J., Cell
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material interactions revealed via material techniques of surface patterning[J]. Adv. Mater., 2013, 25, 37, 5257
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5286]。为保证材料的正常使用，研究者们需要对材料的物理、化学和生物特性进行调整。调节材料特性的一种策略是表面改性，即在材料表界面通过物理、化学手段，对材料表界面性质进行调整，从而赋予表面特定的生物功能。表面改性是在不改变材料本体性质的情况下，调控机体
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材料相互作用和改善材料生物相容性的有效途径[Bauer S., Schmuki P., von der Mark K., et al., Engineering biocompatible implant surfaces: part I: materials and surfaces[J]. Prog. Mater Sci., 2013, 58, 3, 261
‑
326]。 细胞图案化是一种用具有特定性能的化学或生物组分或特殊形貌图案的表面来调控细胞行为，使细胞在二维平面或三维空间中选择性黏附生长的一种技术。细胞在体内处于物理化学信号高度交织的复杂环境，需要识别环境信号并对刺激作出响应性行为。细胞图案化有助于简化研究体系，明确细胞在较复杂信号环境中的行为机制。常规的细胞图案化策略是利用细胞对微环境差异的识别能力，对材料表面的化学组成或拓扑结构等性质进行改性，来分割基底材料的信号区域，以此来诱导细胞黏附行为，当细胞在特定区域黏附增殖到一定程度后便会得到预期的图案。通过一系列细胞图案化相关研究，可以进一步了解化学组成和表面拓扑形貌对细胞行为的影响，深入研究细胞
‑
材料相互作用的机制。

技术实现思路

[0003]本专利技术构建了含磺酸基团类肝素聚合物pSS和聚乙二醇衍生物pOEGMA的异质图案化表面，引导细胞区域化生长，并对表面化学组成分布和图案对细胞行为的影响进行了研究。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，包括以下步骤，在PDMS
‑
Br表面修饰聚乙二醇衍生物或者类肝素聚合物，得到修饰的PDMS表面；再将图案化金膜转印到修饰的PDMS表面，最后通过自组装将巯基类肝素聚合物或者巯基聚乙二醇衍生物组装在金膜表面，得到聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面。
[0005]本专利技术中，类肝素聚合物为pSS，其分子量为0.8
×ꢀ
104～2
×ꢀ
10
4 g mol
‑1；聚乙二醇衍生物为pOEGMA，其分子量为0.5
×ꢀ
104～1.2
×ꢀ
10
4 g mol
‑1。
[0006]本专利技术中，含溴聚二甲基硅氧烷（PDMS
‑
Br）表面为平整表面；图案化金膜为圆阵列
阵图案化金膜。在制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）的原料中加入10
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十一烯
‑2‑
溴异丁酸酯，制备PDMS
‑
Br，具体制备PDMS的原料以及制备方法为常规技术。
[0007]本专利技术中，修饰的PDMS表面带有的聚合物与自组装时采用的聚合物不同，如此得到异质图案化表面。具体的，在PDMS
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Br表面修饰聚乙二醇衍生物，得到修饰的PDMS表面；再将图案化金膜转印到修饰的PDMS表面，最后通过自组装将巯基类肝素聚合物组装在金膜表面，得到聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面。在PDMS
‑
Br表面修饰类肝素聚合物，得到修饰的PDMS表面；再将图案化金膜转印到修饰的PDMS表面，最后通过自组装将巯基聚乙二醇衍生物组装在金膜表面，得到聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面。
[0008]本专利技术中，先通过RAFT聚合制备带有二硫酯键的类肝素聚合物，再用乙醇胺将类肝素聚合物末端的二硫酯键还原为巯基，得到巯基类肝素聚合物。先通过RAFT聚合制备带有二硫酯键的聚乙二醇衍生物，再用乙醇胺将聚乙二醇衍生物末端的二硫酯键还原为巯基，得到巯基聚乙二醇衍生物。
[0009]本专利技术中，将PDMS
‑
Br浸入含有类肝素聚合物单体、光引发剂的溶液中，然后光照反应，在PDMS
‑
Br表面修饰类肝素聚合物。将PDMS
‑
Br浸入含有聚乙二醇衍生物单体、光引发剂的溶液中，然后光照反应，在PDMS
‑
Br表面修饰聚乙二醇衍生物。
[0010]本专利技术中，将转印了图案化金膜的PDMS浸入巯基类肝素聚合物或者巯基聚乙二醇衍生物的溶液中10～25小时，将巯基类肝素聚合物或者巯基聚乙二醇衍生物组装在金膜表面。图案化金膜及其转印为常规技术。
[0011]本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在调节血管细胞行为中的应用，或者本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在制备调节血管细胞行为材料中的应用。本专利技术pSS和pOEGMA异质图案化表面具有引导血管细胞图案化生长的趋势。当pSS和pOEGMA异质图案化分布在同一表面上时，表面具有引导血管细胞图案化生长的趋势。随着时间推移，可观察到PS
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O和PO
‑
S表面对HUVECs的细胞图案化生长的引导效果减弱，而对HUVSMCs的细胞图案化生长的引导效果有所增强，最终在48 h得到了较好的HUVSMCs细胞图案化分布表面。
[0012]本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在促进内皮细胞黏附增殖和抑制平滑肌细胞黏附增殖中的应用，或者本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在制备促进内皮细胞黏附增殖和抑制平滑肌细胞黏附增殖材料中的应用。
[0013]本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在提高血管细胞存活中的应用，或者本专利技术聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面在制备提高血管细胞存活材料中的应用。
[0014]本专利技术通过可见光引发接枝聚合法和金
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硫键自组装法分别在PDMS和金膜区域上修饰含磺酸基团的类肝素聚合物pSS和聚乙二醇衍生物pOEGMA，以制得pSS和pOEGMA异质图案化分布的表面，并研究了血管细胞在异质图案化表面的黏附及生长行为。具体优点如下：（1）与PS
‑
S表面相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，在含溴聚二甲基硅氧烷表面修饰聚乙二醇衍生物或者类肝素聚合物，得到修饰的聚二甲基硅氧烷表面；再将图案化金膜转印到修饰的聚二甲基硅氧烷表面，最后通过自组装将巯基类肝素聚合物或者巯基聚乙二醇衍生物组装在金膜表面，得到聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面。2.根据权利要求1所述聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，其特征在于，类肝素聚合物为pSS，其分子量为0.8
×ꢀ
104～2
×ꢀ
10
4 g mol
‑1；聚乙二醇衍生物为pOEGMA，其分子量为0.5
×ꢀ
104～1.2
×ꢀ
10
4 g mol
‑1。3.根据权利要求1所述聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，其特征在于，含溴聚二甲基硅氧烷表面为平整表面；图案化金膜为圆阵列阵图案化金膜。4.根据权利要求1所述聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，其特征在于，修饰的聚二甲基硅氧烷表面带有的聚合物与自组装时采用的聚合物不同。5.根据权利要求4所述聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面的制备方法，其特征在于，在含溴聚二甲基硅氧烷表面修饰聚乙二醇衍生物，得到修饰的聚二甲基硅氧烷表面，再将图案化金膜转印到修饰的聚二甲基硅氧烷表面，最后通过自组装将巯基类肝素聚合物组装在金膜表面，得到聚乙二醇衍生物及类肝素聚合物异质图案化表面；或者在含溴聚二甲基硅氧烷表面修饰类肝素聚合物，得到修饰的聚二甲基硅氧烷表面，再将图案化金膜转印到修饰的聚二甲基硅氧烷表面，最后通过自组装将巯基聚乙二醇衍生物组装在金膜表...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小莉，孙薇，蒋池，陈红，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：