一种多巴胺基黏合剂的制备方法技术

一种多巴胺基黏合剂的制备方法，属于功能高分子材料领域。本发明专利技术以生物大分子透明质酸、聚谷氨酸为原料、多巴胺为功能基团，将多巴胺接枝至生物大分子中，得到生物改性大分子；所得的生物改性大分子在DA的接枝率可通过调节投料比来控制。在生物改性大分子中加入高碘酸钠，可使其与DA进行氧化交联，以提高黏合强度。本发明专利技术制得的黏合剂对于多种基材具有优异的黏合性，且其本身具有良好的生物相容性，可应用于多种材料的黏合、皮肤伤口的黏合和体内组织的黏合修复。

【技术实现步骤摘要】

一种多巴胺基黏合剂的制备方法，属于功能高分子材料领域。
技术介绍
海洋生物贻贝分泌的贻贝黏附蛋白具有超强的黏附性能，可以在短时间内形成很强的黏附力，而且在湿态环境下也可以很好地实现黏附效果。足丝粘附蛋白有好多种，但是他们共同的特点就是都含有非常丰富的二羟基苯丙氨酸(DOPA，多巴)。贻贝粘附蛋白黏附作用原理是通过一种聚酚蛋白来提供有效的粘接基团，该种聚酚蛋白一般分子质量在130kDa左右，该种蛋白富含带有羟基的氨基酸，其中含有大量的羟基化酪氨酸，形成二羟基苯丙氨酸结构，这种结构就是多巴，该结构对于其粘结性能起到了至关重要的作用，这种结构在提供强大的粘接性能的同时也提供了对于多种表面的结合的性能，使其对于多种物质都存在粘接性能，具有独特的功能。多巴胺(DA)是多巴的一种衍生物，其具有和多巴类似的粘附性能。DA对于多种表面都具有粘附性能，其粘附机理也不尽相同。DA中的邻苯二酚基团本身可以与金属离子形成非常强大的络合键；同时还可以与基材表面形成不可逆的有机金属络合物或与表面带有羟基的基材形成化学键；又由于其酚羟基是一种具有很强极性的基团，所以可以与有机物如蛋白质、多糖等聚合物相互形成氢键。而且，DA是一种很容易被氧化的基团，DA氧化后会生成邻位二醌，由于这种结构非常不稳定会和羟基、氨基或巯基上的活泼氢反应；邻位二醌的结构也可以与相同结构的邻位二醌基团或者DOPA基团进行化学反应形成复杂的化学键合。透明质酸(HA)以其独特的分子结构和理化性质在机体内显示出多种重要的生理功能，如润滑关节，调节血管壁的通透性，调节蛋白质，水电解质扩散及运转，促进创伤愈合等。聚谷氨酸(PGA)是一种具有良好的生物相容性及生物可降解性的高分子材料，在生物体内，PGA生物相容性良好，可以降解为谷氨酸而被直接生物体吸收，用作生物医用材料有明显优点。本专利技术将多巴胺接入透明质酸(HA)和聚谷氨酸(PGA)生物大分子中，制备具有黏合性能的生物黏合剂，这种黏合剂可被应用于多种材料的黏合、皮肤伤口修复和组织伤口修复领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多巴胺基黏合剂的制备方法，得到的材料对多种金属、非金属、高分子和生体组织具有较高的粘合性。本专利技术的设计思路是：选用具有优异黏合性能的多巴胺为功能基团，将其与透明质酸、聚谷氨酸生物大分子进行酰胺化反应，得到多巴胺接枝改性的生物大分子；在多巴胺基生物改性大分子中加入高碘酸钠，使其与DA进行氧化交联，得到具有高黏合性的多巴胺基黏合剂。本专利技术的技术方案为：以N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)为催化剂，通过多巴胺中氨基和生物大分子中羧基间的酰胺化反应，制备得到多巴胺接枝改性的生物大分子；再用透析膜除去过量的多巴胺和催化剂，经冷冻干燥后得到白色棉絮状固体；在多巴胺基生物改性大分子中加入高碘酸钠，使其与DA进行氧化交联，得到具有高黏合性的多巴胺基黏合剂。其中，生物大分子为透明质酸，多巴胺与透明质酸的摩尔配比为1:4～1:2，多巴胺的接枝率为3％～11％，所得生物改性大分子的结构为：表示成HA-DA。生物大分子为聚谷氨酸，多巴胺与聚谷氨酸的摩尔配比为1:2～1:1，多巴胺的接枝率为13％～30％，所得生物改性大分子的结构为：表示成PGA-DA。本专利技术的有益效果：所得的黏合剂可适用于金属材料—钢板、铝板，非金属材料—玻璃，高分子材料—电木板、聚氨酯板和聚氯乙烯板，生物体—猪皮，均具有较高的黏合性。制备得到的黏合剂具有优良的生物相容性；这种黏合性良好的大分子可用于多种材料、皮肤伤口修复和促进组织伤口愈合领域。附图说明图1透明质酸-多巴胺生物改性大分子的核磁谱图。图2聚谷氨酸-多巴胺改性大分子的核磁谱图。具体实施方式实施例1、透明质酸-多巴胺改性大分子的制备称取4gHA，将其置于三个250mL的三口烧瓶中，再分别取100mL去离子水倒入瓶中，使HA在机械搅拌270rpm/min的条件下溶解。分别称取0.6g的NHS和1g的EDC倒入三个三口烧瓶中。在机械搅拌的条件下活化30min。用1mol/L的盐酸将反应pH调节至5.0。称取1g多巴胺并用15mL去离子水溶解，选用恒压滴液漏斗将多巴胺溶液滴入烧瓶中。完成后通氮气20min，保证在惰性气体下反应，反应时长为24h。反应完成后将产物倒入3500分子量的透析袋中，将其置于pH＝5.0的PBS缓冲溶液中透析，共透析6次，每次4h；再将透析袋置于去离子水中透析，共透析4次，每次6h。透析结束后将产物倒入多个50mL的离心管中冷冻过夜，再取出冷冻干燥得到白色絮状物的HA-DA，添加少量水后形成HA-DA胶黏剂。实施例2、聚谷氨酸-多巴胺改性大分子的制备称取4gPGA，将其置于三个250mL的三口烧瓶中，再分别取100mL去离子水倒入瓶中，使PGA在机械搅拌190rpm/min的条件下溶解。分别称取1.2g的NHS和2g的EDC倒入三个三口烧瓶中。在机械搅拌的条件下活化30min。用1mol/L的盐酸将反应pH调节至5.0。称取2g多巴胺并用20mL去离子水溶解，选用恒压滴液漏斗将多巴胺溶液滴入烧瓶中。完成后通氮气20min，保证在惰性气体下反应，反应时长为24h。反应完成后将产物倒入3500分子量的透析袋中，将其置于pH＝5.0的PBS缓冲溶液中透析，共透析6次，每次4h；再将透析袋置于去离子水中透析，共透析4次，每次6h。透析结束后将产物倒入多个50mL的离心管中冷冻过夜，再取出冷冻干燥得到白色絮状物的PGA-DA，添加少量水后形成PGA-DA胶黏剂。实施例3、黏合剂的氧化交联称取0.2g的HA-DA(或PGA-DA)置于6个样品瓶中，再分别称取5mg、10mg、15mg、20mg和25mg的NaIO4，配成溶液后用250mL的容量瓶定容。然后用这5种不同浓度的NaIO4溶液和超纯水分别充分溶解多巴胺基黏合剂，保证胶黏剂浓度均为为0.03g/mL，在30℃放置12h，多巴胺基黏合剂间发生氧化交联，以提高黏合强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多巴胺基黏合剂的制备方法，其特征是选用具有优异黏合性能的多巴胺为功能基团，将其与透明质酸、聚谷氨酸生物大分子进行酰胺化反应，得到多巴胺接枝改性的生物大分子；再用透析膜除去过量的多巴胺和催化剂，经冷冻干燥后得到白色棉絮状固体；在多巴胺基生物改性大分子中加入高碘酸钠，使其与DA进行氧化交联，得到具有高黏合性的多巴胺基黏合剂。

【技术特征摘要】
1.一种多巴胺基黏合剂的制备方法，其特征是选用具有优异黏合性能的多巴胺为功能基团，将其与透明质酸、聚谷氨酸生物大分子进行酰胺化反应，得到多巴胺接枝改性的生物大分子；再用透析膜除去过量的多巴胺和催化剂，经冷冻干燥后得到白色棉絮状固体；在多巴胺基生物改性大分子中加入高碘酸钠，使其与DA进行氧化交联，得到具有高黏合性的多巴胺基黏合剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是生物大分子为透明质酸，多巴胺与透明质酸的摩尔配比为1:4～1:2，多巴胺的接枝率为3％～11％，所得生物改性大分子的结构为：表示成HA...

【专利技术属性】
技术研发人员：施冬健，陈其皓，赵倩，俞佳蕾，李小杰，陈明清，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32