一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法技术

本发明专利技术公开了一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，包括：将医用聚氨酯材料清洗、干燥，之后对洁净的医用聚氨酯材料表面进行氧化处理；所述氧化处理包括琼斯试剂、臭氧或紫外光照处理；将氧化处理后的医用聚氨酯材料放入2wt％～5wt％的碳化二亚胺溶液中反应7～9h，之后清洗、干燥；将上述得到的医用聚氨酯材料加入到壳聚糖或其衍生物溶液中进行嫁接反应；将嫁接后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的医用聚氨酯材料。本发明专利技术方法具有反应条件易控、过程简单，工艺易放大等特点，获得的材料具有良好的亲水性和生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法
本专利技术涉及医用聚合物材料
，具体涉及一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法。
技术介绍
医用级的聚氨酯具有独特的性能，例如相对优异的生物相容性、化学特性、力学性能以及加工特性等，成为众多医疗产品的理想选择。特别是材料同时需要解决复杂的力学性能和生物相容性问题时，聚氨酯是最常用的选择，例如聚氨酯被制备介入导管、介入装置的涂层、人工心脏、介入气囊，心室辅助循环系统、心脏阀和血液透析膜等血液接触装置。但是，医用级聚氨酯大部分具有憎水性，虽然其微相分离结构能够有效的提高其生物相容性，但是没有完全的抗凝血性能，要进一步推广其应用，特别是在长时间与血液或者组织接触的产品，仍需要提高其生物相容性。壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物，是甲壳素最基本、最重要的衍生物。壳聚糖是自然界存在的唯一天然碱性多糖，有良好的生物相容性、可降解性、无刺激性、无免疫原性和无热源反应，但其机械加工性能较差，难溶于水溶液。其分子结构中含有大量羟基、氨基及部分乙酰氨基等活性基团，分子内及分子间存在大量氢键，较容易通过引入其他材料进行改性，形成各种衍生物而广泛应用于生物医学领域。通过把水溶性的单体接枝到壳聚糖分子主链上,不仅可以增大壳聚糖的水溶性，而且可以赋予壳聚糖新的理化性能，扩大其应用范围,目前已成为研究热点之一。目前已有壳聚糖改性聚氨酯研究得到了较快的进展。例如以硝酸铈铵为引发剂，使壳聚糖与丙烯酸发生接枝共聚反应，采用真空干燥冷冻干燥相结合，制备双层膜。丙烯酸对壳聚糖进行接枝改性后制得的双层膜具有不同的孔结构，其水溶性及力学性能等通过壳聚糖均能得到改善。利用壳聚糖大分子链上的-OH和-NH2基团与两性聚氨酯预聚体的端-NCO基团反应，把两性聚氨酯链接枝到壳聚糖分子链上，为聚电解质及纳米胶体粒子间的组装、复合性质的研究提供模型化合物。红外光谱、热分析方法初步研究表明，采用上述方法能够制备出聚氨酯-壳聚糖接枝共聚物，但产物是壳聚糖与接枝共聚物的混合物。武汉理工大学的王艺峰等提出了一种生物活性多糖自组装修饰的聚氨酯材料及其制备方法。它由基材和修饰层组成，基材由聚氨酯材料构成，修饰层是在该基材的表面利用层层自组装技术进行表面修饰而得到。带正电的壳聚糖在修饰层中作为基材表面交替层层自组装的正电层(ZL201010112065.7)。南京大学公开了一种壳聚糖改性水性聚氨酯弹性体的制备方法，利用离子化聚氨酯预聚体与壳聚糖水溶液和乳化剂反应，得到聚氨酯乳液或微乳液(ZL200610040330.9)。浙江大学公开了一种改进聚氨酯表面血液相容性涂层液的组成。其中壳聚糖或胶原作为成膜的一部分，提高血液相容性(ZL001017144)。此外，由于壳聚糖及其衍生物具有抗菌的特点，被广泛用于医用抗菌创伤敷料。综上所述，壳聚糖在聚氨酯相关产品的应用中，目前主要利用合成过程中壳聚糖的加入来提高相应的性能。然而，目前市场中，医用聚氨酯必须是通过国家认证的产品，通过表面修饰，是一种有效的、成本可控的途径。表面涂层和表面改性在某种程度上帮助“欺骗”身体接受外来的材料，从而获得生物相容性、生物持久度以及生物活性等，成为研究的热点和解决问题的有效途径。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，该方法能够通过简单的化学反应，在聚氨酯表面提供稳定的壳聚糖涂层，极大提高聚氨酯表面的亲水性和生物相容性。与现有的方法不同，此改性方法过程简单、成本可控、适合规模化的应用。本专利技术采用以下技术方案：一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，包括如下步骤：步骤一、将医用聚氨酯材料清洗、干燥，之后对洁净的医用聚氨酯材料表面进行氧化处理；所述氧化处理包括琼斯试剂、臭氧或紫外光照处理；步骤二、将氧化处理后的医用聚氨酯材料放入2wt％～5wt％的碳化二亚胺溶液(1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐的水溶液)中反应7～9h，之后清洗、干燥；步骤三、将步骤二得到的医用聚氨酯材料加入到壳聚糖或其衍生物溶液中进行嫁接反应；步骤四、将嫁接后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的医用聚氨酯材料。步骤一琼斯试剂氧化处理时间为2～4h；臭氧浓度为20～50mg/L，氧化处理时间为40～60min；紫外光照功率为1～10mW，氧化处理时间为15～45min。步骤一所述医用聚氨酯材料为医用聚酯系聚氨酯、医用聚醚系聚氨酯、医用芳香族聚氨酯、医用脂肪族聚氨酯中的一种或者多种。步骤三是将步骤二得到的医用聚氨酯材料加入到0.5wt％～15wt％的壳聚糖或其衍生物溶液中，在30～90℃下嫁接反应3～48h。步骤三是将步骤二得到的医用聚氨酯材料加入到壳聚糖或其衍生物溶液中，再加入丙烯酸溶液进行嫁接反应。步骤三所述嫁接反应是在无氧条件下、水溶液体系中搅拌进行。步骤三所述壳聚糖衍生物包括壳聚糖通过酰化、酯化、季铵化或羧基化反应获得的衍生物。步骤四所述清洗干净包括将嫁接后的医用聚氨酯材料在20～80℃下使用蒸馏水洗涤4～48h，2～4h更换一次蒸馏水，之后用乙醇超声清洗0.2h～1h。本专利技术的有益效果：1、本专利技术方法具有反应条件易控、过程简单，工艺易放大等特点，并且经嫁接后实验检测证实，本专利技术方法获得的材料具有良好的亲水性和生物相容性。2、本专利技术采用表面化学嫁接的方法在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰，其修饰的基体可以采用目前商业应用的，符合国家和国际标准的聚氨酯材料；避免采用自身合成的新材料，其商业化成本高，难度大。本专利技术方法可广泛应用于各类采用聚氨酯作为原材料的医用材料或者医用器械。3、本专利技术方法采用的壳聚糖，原料价格便宜，在医用材料与器械、药物领域被广泛应用。壳聚糖自身具有众多的衍生物，为其提供更多的功能，例如抗菌性能。因此，大大提高了本专利技术方法的应用范围。附图说明图1为L929细胞在实施例1嫁接前的医用聚氨酯材料表面生长情况(48h，×100)。图2为L929细胞在实施例1嫁接后的医用聚氨酯材料表面生长情况(48h，×100)。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。下述实施例不以任何形式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均处于本专利技术的保护范围之中。一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，包括如下步骤：步骤一、清洗医用聚氨酯材料表面以除去表面吸附的杂质，干燥，之后通过琼斯试剂、臭氧或紫外光照等方式对洁净的医用聚氨酯材料表面进行氧化处理，目的在于聚氨酯表面获得足够表面反应的羧酸基团等活性反应位。医用聚氨酯材料为医用聚酯系聚氨酯、医用聚醚系聚氨酯、医用芳香族聚氨酯、医用脂肪族聚氨酯中的一种或者多种。材料可以是导管、薄膜和器械等形态。控制氧化处理的时间和浓度(或者强度)，不破坏材料自身的结构。琼斯试剂氧化处理时间为2～4h；臭氧浓度为20～50mg/L，氧化处理时间为40～60min；紫外光照功率为1～10mW，氧化处理时间为15～45min。步骤二、将氧化处理后的医用聚氨酯材料放入2wt％～5wt％的碳化二亚胺溶液中反应7～9h，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将医用聚氨酯材料清洗、干燥，之后对洁净的医用聚氨酯材料表面进行氧化处理；所述氧化处理包括琼斯试剂、臭氧或紫外光照处理；步骤二、将氧化处理后的医用聚氨酯材料放入2wt％～5wt％的碳化二亚胺溶液中反应7～9h，之后清洗、干燥；步骤三、将步骤二得到的医用聚氨酯材料加入到壳聚糖或其衍生物溶液中进行嫁接反应；步骤四、将嫁接后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的医用聚氨酯材料。

【技术特征摘要】
1.一种在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将医用聚氨酯材料清洗、干燥，之后对洁净的医用聚氨酯材料表面进行氧化处理；所述氧化处理包括琼斯试剂、臭氧或紫外光照处理；步骤二、将氧化处理后的医用聚氨酯材料放入2wt%～5wt%的碳化二亚胺溶液中反应7～9h，之后清洗、干燥；步骤三、将步骤二得到的医用聚氨酯材料加入到壳聚糖或其衍生物溶液中进行嫁接反应；再加入丙烯酸溶液进行嫁接反应；步骤四、将嫁接后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的医用聚氨酯材料。2.根据权利要求1所述的在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，其特征在于，步骤一琼斯试剂氧化处理时间为2～4h；臭氧浓度为20～50mg/L，氧化处理时间为40～60min；紫外光照功率为1～10mW，氧化处理时间为15～45min。3.根据权利要求1或2所述的在医用聚氨酯材料表面进行壳聚糖或其衍生物修饰的方法，其特征在于，步骤一所述医...

【专利技术属性】
技术研发人员：周雪锋，钱玲，顾宁，张天柱，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32