一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法技术

本发明专利技术为一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法。本发明专利技术将含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体、含有氨基的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物，并将其与戊二醛溶于极性溶剂中混合均匀，涂覆在需要改性的材料表面经处理，然后接枝两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体，即可获得表面磷酰胆碱密度高的仿细胞外层膜结构涂层。这种制备方法简单、条件温和，为提高涂层表面磷酰胆碱密度获得血液相容性优异的涂层表面提供了一种新的途径。这种仿细胞外层膜结构的改性材料，将在血液净化，体内植入材料，组织工程，药物缓释及生物传感器等领域具有广阔的应用前景。

Method for increasing density of amino group containing phosphoryl choline polymer and glutaraldehyde bionic coating

The invention relates to a method for increasing the density of an amino group containing phosphoryl choline polymer and a glutaraldehyde bionic coating. The present invention will contain a zwitterionic phosphorylcholine group containing vinyl monomers, vinyl monomer amino by solution simple free radical polymerization, phosphorylcholine polymer containing amino group, and with the glutaraldehyde soluble in polar solvent mixing, coating on the surface of the material to be modified then, vinyl monomer grafted zwitterionic phosphorylcholine groups, can obtain the outer cell membrane surface structure of the coating phosphorylcholine high density. The preparation method is simple and the condition is mild, which provides a new way for improving the surface density of the coating and obtaining the coating surface with excellent blood compatibility. The modified material of this kind of cell membrane structure will be widely used in blood purification, in vivo implantation of materials, tissue engineering, drug delivery and biosensors.

【技术实现步骤摘要】
一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法
本专利技术属于材料表面科学和生物医用高分子材料
，具体涉及一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法。
技术介绍
壳聚糖具有可降解性、抗菌性、无毒、无刺激、pH响应性等优点(CarbohydratePolymers2010,79:724-730)，已经被广泛应用于生物医学等领域。越来越多的研究表明：壳聚糖及其衍生物材料可以用于血液净化。壳聚糖分子上的氨基有助于对血液中多种毒素的吸附，可以用于血液灌流材料(高等学校化学学报2002,23:75-77；JournalofMicroencapsulation1993,10:475-486)。壳聚糖膜具有高的透析率，选择性和强度，可以用作血液透析材料(JournalofAppliedPolymerScience1992,46:255-261；263-269)。虽然壳聚糖及其衍生物作为血液净化材料具有许多优点，但是也存在着蛋白质吸附，血小板黏附，最终导致凝血，形成血栓等问题，所以提高壳聚糖及其衍生物材料的血液相容性迫在眉睫(AppliedSurfaceScience2005,241:485-492；Biomaterials2002,23:2561-2568；Biomaterials2003,24:3213-3220)。磷酰胆碱(phosphorylcholine，PC)是组成细胞膜基本单元卵磷脂的亲水端基，是细胞外层膜中的外层官能团，同时带有正、负异种电荷，具有较强的结合水的能力和亲水性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引发血小板激活、导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。近几年来的研究表明，采用磷酰胆碱基团及其聚合物在材料表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的血液相容性。近年来，采用接枝磷酰胆碱小分子的途径(CarbohydratePolymers2007，70:82-88；Biomacromolecules2007,8:3169-3176；Biomacromolecules2006,7:3151-3156；JournalofAppliedPolymerScience2003,88:489-493；PolymerInternational2003,52:81-85；Journalofbiomaterialsscience,Polymeredition2002,13:501-510；ColloidsandSurfacesB:Biointerfaces2009,71:268-274)改性壳聚糖，使得壳聚糖的血液相容性显著提高。但是，这些方式往往在材料表面的磷酰胆碱基团的密度不高，限制了其在生物医用材料改性领域的应用和血液相容性的进一步提高。为此，将含有磷酰胆碱基团的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱二元共聚物(PMA)聚阴离子，与壳聚糖(聚阳离子)进行层层静电自组装，获得了具有仿细胞外层膜结构的涂层表面(ColloidsandSurfacesB:Biointerfaces2011,85:48-55)。蛋白质吸附和血小板黏附的实验结果表明：改性后表面的血液相容性有了显著提高。鉴于这种改性方法的种种优势，必将为提升生物医用材料的血液相容性提供技术支撑。然而，以物理吸附方式结合在移植器件表面的仿细胞外层膜结构聚合物涂层，在体内复杂环境中难免发生溶解、脱落。为此，Lewis和徐建平等(Biomaterials2001,22:99-111；Biomaterials2004,25:3099-3108；EuropeanPolymerJournal2004,40:291-298)分别对含有三甲氧基硅基团和磷酰胆碱基团的聚合物涂层进行了研究。结果表明，涂层中聚合物分子链上三甲氧基硅基团遇水会发生水解、交联，也可与基材表面的活性基团形成共价键，从而使磷酰胆碱类聚合物涂层的性能得到显著提高。由此可见，聚合物之间的交联及其与基材表面官能团的反应，是提高磷酰胆碱类聚合物涂层性能的关键因素。将可交联基团引入到磷酰胆碱聚合物可形成相对稳定的仿细胞外层膜结构涂层，但这种构建稳定涂层的磷酰胆碱聚合物合成复杂、应用比较困难、稳定性不理想。另外，受聚合物中磷酰胆碱含量的限制及涂层干燥、储存过程中表面磷酰胆碱基团取向内迁移，致使涂层表面磷酰胆碱基团密度较低，不易有效地模拟细胞外层膜结构，血液相容性还有待提高。因此，构建结构稳定、磷酰胆碱基团密度高的仿细胞外层膜结构涂层具有重要的研究意义及应用前景。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法。本专利技术的稳定、磷酰胆碱基团密度高的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法简单、条件温和，为获得性能优异的仿细胞外层膜结构的涂层表面提供了一种新的途径。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有氨基的乙烯基单体在引发剂作用下进行溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤二、将含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛溶于极性溶剂中混合均匀，涂覆在需要改性的材料表面，晾干；其中含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基与戊二醛中醛基的摩尔比约为(100∶5)～(100∶20)；步骤三、将步骤二中晾干后的待改性材料置于含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体的溶液中，在20℃～40℃条件下反应5h～12h；步骤四、将步骤三中处理的膜置于蒸馏水中，在80℃～95℃条件下处理2h～12h，再用溶剂洗涤，即可得到表面磷酰胆碱密度高的仿细胞外层膜结构涂层。步骤一中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体，所述含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐单体，所述引发剂为过硫酸钾。步骤一中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(90:10)～(60:40)。步骤一中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体及引发剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。步骤二中，所述极性溶剂为甲醇或乙醇。步骤二中，含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛混合溶液中，含有氨基的磷酰胆碱聚合物的浓度为0.5～5mg/mL，涂覆体积为10微升/cm2/面。步骤三中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体的溶液，浓度为5～20mg/mL，溶剂为甲醇。步骤四中，所述溶剂洗涤是指依次用甲醇、蒸馏水洗涤。步骤二中，所述需要改性的材料为壳聚糖膜。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术将含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体、含有氨基乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物，并将其与戊二醛溶于极性溶剂混合均匀，涂覆在壳聚糖膜表面、晾干，然后接枝两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体。含氨基的磷酰胆碱聚合物是通过含有磷酰胆碱的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体采用自由基聚合法合成的二元随机共聚物，该二元共聚物与戊二醛混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有氨基的乙烯基单体在引发剂作用下进行溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤二、将含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛溶于极性溶剂中混合均匀，涂覆在需要改性的材料表面，晾干；其中含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基与戊二醛中醛基的摩尔比为(100∶5)～(100∶20)；步骤三、将步骤二中晾干后的待改性材料置于含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体的溶液中，在20℃～40℃条件下反应5h～12h；步骤四、将步骤三中处理的膜置于蒸馏水中，在80℃～95℃条件下处理2h～12h，再用溶剂洗涤，即可得到表面磷酰胆碱密度高的仿细胞外层膜结构涂层。

【技术特征摘要】
1.一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有氨基的乙烯基单体在引发剂作用下进行溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤二、将含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛溶于极性溶剂中混合均匀，涂覆在需要改性的材料表面，晾干；其中含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基与戊二醛中醛基的摩尔比为(100∶5)～(100∶20)；步骤三、将步骤二中晾干后的待改性材料置于含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体的溶液中，在20℃～40℃条件下反应5h～12h；步骤四、将步骤三中处理的膜置于蒸馏水中，在80℃～95℃条件下处理2h～12h，再用溶剂洗涤，即可得到表面磷酰胆碱密度高的仿细胞外层膜结构涂层。2.根据权利要求1所述的一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法，其特征在于，步骤一中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体，所述含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐单体，所述引发剂为过硫酸钾。3.根据权利要求1所述的一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法，其特征在于，步骤一中，所述含有两性离子磷酰胆碱基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(90:1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫铭，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61