一种高生物相容性的三嵌段共聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种高生物相容性的三嵌段共聚物，该三嵌段共聚物的通式为A‑b‑B‑b‑C，其中，A、B、C为嵌段结构，b为嵌段扩链剂，A代表高亲水性的软段材料，为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺中至少一种构成的嵌段；B代表刚性高疏水性的硬段材料，为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中至少一种构成的嵌段；C代表柔性多聚物，为聚二甲基硅氧烷、聚(甲基丙烯酸‑2‑羟乙酯)中至少一种构成的嵌段。用该三嵌段共聚物制备的渗透膜拥有高度可控的小分子渗透率，良好的耐水耐热性和可调节的亲水性和生物相容性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及嵌段共聚物
，具体涉及一种高生物相容性的三嵌段共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
植入式生物传感器是指一种可以被部分或者全部植入人体的传感器设备，其可以在不需要外加试剂和预先分离处理体液或血液的条件下测定目标分析物分子的含量。植入式生物传感器的优点是可以连续性地测定体内某些随时间变化的重要生理和病理参数，比如血氧，血糖，病毒抗体等，从而更直接地反映被测对象的体征因环境变化、体力活动、饮食和药物而产生的变化。通常来讲，植入式传感器的感应部分需要与组织内的被分析物产生某种互动才可以检测到被分析物的存在，因此，植入式生物传感器与植入组织的互动可控性代表了植入式传感技术的主要特点和技术难度。由于人体内部环境，尤其是微观生物环境异常复杂，目前人类对植入式传感器与植入组织之间的相互作用了解有限。例如植入传感器的表面物质与人体成分的差异性会引发人体的异体排斥反应机制，从而生成一层主要由纤维蛋白组成的生物隔离层。隔离层会造成传感器与植入组织隔绝，使传感器与组织液的分子渗透和交换受到阻碍，传感器对分析物浓度的检测将失去准确性。因此如何减少异物排斥反应，提高传感器的生物相容性是提高传感器准确性和使用寿命的关键，这通常是由在传感器与组织接触的表面增加一层高生物相容性的薄膜来实现的。生物相容性渗透膜对其成分有非常高的技术性要求，例如极低的细胞毒性，良好的亲水性和生物相容性，对目标分析物适当的渗透扩散性能和对潜在干扰物的阻隔性能，以及在给定的使用时间内耐水解，耐热和对其他降解机制的抗性等等。同时由于生产、运送和贮藏的要求，还需要该材料具有稳定的化学分子结构，使其在被使用之前的较长时间内保持稳定的性质。因此，目前的生物相容性渗透膜的选择非常有限。目前，此类渗透膜多采用聚乙二醇，聚(2-甲基丙烯酸羟乙酯)等被普遍认可的高生物相容性多聚物或其混合物制成，但多数对渗透扩散的可控性较差且耐水耐热性差，会受周围环境的影响产生性质变化，因而不利于生产和长期贮藏。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种高生物相容性的三嵌段共聚物及其制备方法和应用，以解决现有技术的不足。本专利技术采用以下技术方案：一种高生物相容性的三嵌段共聚物，该三嵌段共聚物的通式为A-b-B-b-C，其中，A、B、C为嵌段结构，b为嵌段扩链剂，A代表高亲水性的软段材料，为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺中至少一种构成的嵌段；B代表刚性高疏水性的硬段材料，为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中至少一种构成的嵌段；C代表柔性多聚物，为聚二甲基硅氧烷、聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)中至少一种构成的嵌段。进一步地，b为异氰酸酯类扩链剂，包括二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。进一步地，A嵌段的数均分子量在200-10000；B嵌段的数均分子量在1000-20000；C嵌段的数均分子量在1000-20000。进一步地，三类嵌段和嵌段扩链剂的质量份数如下：A嵌段为1-10份，B嵌段为1-5份，C嵌段为1-5份，嵌段扩链剂的重量比例为1-3份。进一步地，A-b,B-b,C-b之间通过脲或氨基甲酸酯基共价键连接。上述高生物相容性的三嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物，加入到有机溶剂中，在30-45℃下混合均匀；步骤二、向步骤一的混合溶液中加入催化剂，并逐滴加入嵌段扩链剂，升温至55-70℃，反应12-20h；步骤三、向步骤二的反应溶液中添加去离子水，反应12h-18h；步骤四、冷却后，将反应产物冲洗、过滤、干燥，得到所述的三嵌段共聚物。进一步地，步骤一的有机溶剂包括四氢呋喃或异丁醇，有机溶剂的体积和高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物总质量比为2-10ml:1g。进一步地，步骤二的催化剂包括三乙烯二胺或者二丁基二异辛酸锡。进一步地，步骤三的去离子水的体积和高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物总质量比为1-10ml:1g。上述高生物相容性的三嵌段共聚物在制备植入式生物传感器生物相容性渗透膜中的应用。本专利技术的有益效果：1、本专利技术结合了三种类型的单一多聚分子的优点使得其嵌段共聚物具有可调节渗透率，可调节物理性能和较好的水解稳定性和耐热稳定性等特性，与将三类多聚分子简单混合相比，使用二异氰酸酯类等异氰酸酯类扩链剂将它们通过扩链反应结合可防止成膜过程中出现的微相位分离现象。2、本专利技术三嵌段共聚物成膜后其物理化学性质更稳定，比单纯的聚醚类和聚酯类聚氨酯耐水解耐热性能更好。3、由于第二类硬段嵌段的存在，成膜后的共聚物分子不易发生因分子排列重组而造成的薄膜表面性质变化，尤其是亲水性的变化。4、该多嵌段共聚物的亲水性，渗透性能和物理强度可以通过调节每种嵌段在材料中的百分比实现连续调节。附图说明图1为耐水解性能比较。图2为耐热性能比较。图3为薄膜表面亲水性接触角度贮藏稳定性比较。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本专利技术，但并不用来限定本专利技术的实施范围。一种高生物相容性的三嵌段共聚物，该三嵌段共聚物的通式为A-b-B-b-C，其中，A、B、C为嵌段结构，b为嵌段扩链剂，A-b,B-b,C-b之间通过脲或氨基甲酸酯基共价键连接。A代表高亲水性的软段材料，为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺中至少一种构成的嵌段，该类嵌段具有良好的水溶性，可以让目标分析物分子自由渗透。B代表刚性高疏水性的硬段材料，为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中至少一种构成的嵌段，该类嵌段提供了必要的物理强度和耐热耐水解的性能，使渗透膜的稳定性更佳。C代表柔性多聚物，为聚二甲基硅氧烷、聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)中至少一种构成的嵌段，这类嵌段起到了一定的过渡作用使得前两类嵌段在混合和成膜时不易发生微相分离。A嵌段的数均分子量在200-10000；B嵌段的数均分子量在1000-20000；C嵌段的数均分子量在1000-20000。b代表嵌段扩链剂，为异氰酸酯类扩链剂，包括二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。嵌段与嵌段之间由异氰酸酯类扩链剂通过扩链机制连接，从而生成稳定的聚氨酯或者聚脲类多嵌段共聚物。三类嵌段和嵌段扩链剂的质量份数如下：A嵌段为1-10份，B嵌段为1-5份，C嵌段为1-5份，嵌段扩链剂的重量比例为1-3份。上述高生物相容性的三嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：步骤一、将高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物，加入到有机溶剂中，在30-45℃下混合均匀；有机溶剂包括四氢呋喃或异丁醇，有机溶剂的体积和高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物总质量比为2-10ml:1g。步骤二、向步骤一的混合溶液中加入催化剂，并逐滴加入嵌段扩链剂，升温至55-70℃，反应12-20h；催化剂包括三乙烯二胺或者二丁基二异辛酸锡。步骤三、向步骤二的反应溶液中添加去离子水，反应12h-18h；去离子水的体积和高亲水性的软段材料、刚性高疏水性的硬段材料、柔性多聚物总质量比为1-10ml:1g。步骤四、冷却后，将反应产物冲洗、过滤、干燥，得到所述的三嵌段共聚物。上述高生物相容性的三嵌段共聚物在制备植入式生物传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，该三嵌段共聚物的通式为A‑b‑B‑b‑C，其中，A、B、C为嵌段结构，b为嵌段扩链剂，A代表高亲水性的软段材料，为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺中至少一种构成的嵌段；B代表刚性高疏水性的硬段材料，为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中至少一种构成的嵌段；C代表柔性多聚物，为聚二甲基硅氧烷、聚(甲基丙烯酸‑2‑羟乙酯)中至少一种构成的嵌段。

【技术特征摘要】
1.一种高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，该三嵌段共聚物的通式为A-b-B-b-C，其中，A、B、C为嵌段结构，b为嵌段扩链剂，A代表高亲水性的软段材料，为聚乙二醇、聚丙二醇、聚醚胺中至少一种构成的嵌段；B代表刚性高疏水性的硬段材料，为聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯中至少一种构成的嵌段；C代表柔性多聚物，为聚二甲基硅氧烷、聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)中至少一种构成的嵌段。2.根据权利要求1所述的高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，b为异氰酸酯类扩链剂，包括二苯基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，A嵌段的数均分子量在200-10000；B嵌段的数均分子量在1000-20000；C嵌段的数均分子量在1000-20000。4.根据权利要求1所述的高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，三类嵌段和嵌段扩链剂的质量份数如下：A嵌段为1-10份，B嵌段为1-5份，C嵌段为1-5份，嵌段扩链剂的重量比例为1-3份。5.根据权利要求1所述的高生物相容性的三嵌段共聚物，其特征在于，A-b,B-b,C-b之间通过脲或氨基甲酸酯基共价键连接。6.权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：于非，
申请(专利权)人：微泰医疗器械杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33