内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物及复合涂层的制备和应用方法技术

本发明专利技术涉及内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物及复合涂层的制备和应用方法，该二元共聚物，由细胞糖质衣仿生的生物相容性单体以及含可反应活性功能基团的可聚合单体通过自由基聚合的方法合成，通过表面固定的方法引入促进内皮细胞粘附的生物活性分子，使涂层具有内皮细胞选择性。这种聚乙二醇类复合涂层材料具有良好的反应性，可以保持支架表面的非特异性阻抗性能，同时实现体内原位内皮细胞捕获能力，且得到的涂层结构稳定，能适应人体的内环境，在心血管再狭窄、癌症等方面具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所属
为材料、生物、物理、化学等学科的交叉学科领域，涉及一种内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物及该共聚物的制备方法，此外，本专利技术还涉及该二元共聚物在制备复合涂层中的应用及应用方法。
技术介绍
药物洗脱支架的广泛使用，为高效、微创地治疗心血管疾病提供了良好的手段。然而，药物洗脱支架自身携带的药物在治疗由平滑肌细胞过度增生引起的再狭窄的同时，它们也会降低内皮细胞的迁移与增殖能力，使血管内皮层遭到破坏，增加了晚期血栓的风险。由药物非选择性抑制效应引起的内皮化延迟和晚期血栓依然是制约其应用的关键问题。为了解决这一关键问题，人们进行了一系列尝试。血管内皮化程度与支架植入后血管再狭窄有着密切的联系，因此基于内皮化的研究已经成为心血管植入材料预防再狭窄的新策略。通过功能界面材料实现生物活性分子的固定，原位增强内皮细胞的选择性黏附和竞争性生长，实现血管内皮在植入部位的原位快速愈合，是解决心血管植入材料生物相容性的重要途径之一。基于细胞糖质衣仿生的单体材料不仅可有效改善材料的血液相容性，而且可有效实现对包括蛋白质、血小板和细胞的非特异性阻抗，已成为心血管植入材料界面修饰的有效手段之一。含反应活性功能基团的可聚合单体可以特异性结合一些生物分子，具有良好的反应活性。
技术实现思路
本申请是在专利号为2010102490045专利技术专利基础上的进一步研究，该专利技术专利的涂层材料需要通过三种单体聚合而得，而本申请仅需要通过两种单体，即将具有生物活性的内皮选择性多肽分子与生物相容性单体相结合，可以构建一种新型的复合功能涂层材料，进而得到具有内皮细胞选择性的新型心血管支架涂层。这种新型功能涂层可以有效促进支架的原位内皮化作用，与传统的药物洗脱支架相比，这种方法可以在体内迅速原位捕获循环血液中的内皮细胞，形成快速内皮化的过程；同时抑制平滑肌细胞的生长，避免了血栓、再狭窄等不良反应的产生。这种聚乙二醇类复合功能涂层材料可以保持支架表面的非特异性阻抗性能，同时实现体内原位内皮细胞捕获能力，且得到的涂层结构稳定，能适应人体的内环境，在心血管再狭窄、癌症等方面具有良好的应用前景。本专利技术第一个目的是提供一种内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物，该二元共聚物，由细胞糖质衣仿生的生物相容性单体以及含可反应活性功能基团的可聚合单体通过自由基聚合的方法合成；所述的细胞糖质衣仿生的生物相容性单体选自如下单体：其中R＝H或CH3，n＝1-50；所述的含可反应活性功能基团的可聚合单体如下：优选的，所述的细胞糖质衣仿生的生物相容性单体，R＝H或CH3，n＝5-30。本专利技术第二个目的是请求保护上述内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物的制备方法，包括以下步骤：(1)将细胞糖质衣仿生的生物相容性单体和含可反应活性功能基团的可聚合单体按照重量比10:1～1:10的比例溶解在溶剂中，溶质与溶剂质量比为1:5～1:50，获得溶液A；(2)按照步骤(1)中两种单体总质量的0.2％～2％称取自由基引发剂偶氮二异丁腈，加入到溶液A中，得到溶液B；(3)用氮气或者氩气对溶液B除氧5～30min；(4)将除氧后的溶液加热到50～90℃，反应6～48h；(5)减压除去溶剂，用冰乙醚沉析2～3次，得到具有内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物。进一步的，步骤(1)所述溶剂为四氢呋喃、氯仿、二氯甲烷、异丙醇、乙醇或甲醇中的一种。本专利技术第三个目的是请求保护具有本专利技术聚乙二醇类二元共聚物的复合涂层。该复合涂层包含内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物及固定在基材表面的生物活性分子。生物活性分子种类的扩大使得选择时可以有更宽泛的自由度，根据实际情况进行选择最合适的生物分子，如相容性、基材表面、体内环境或成本等因素。优选的，本专利技术生物活性分子为含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的RGD多肽，含精氨酸-谷氨酸-天冬氨酸-缬氨酸序列的REDV多肽，含环精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸序列的cRGD环肽，含酪氨酸-异亮氨酸-甘氨酸-丝氨酸-精氨酸的YIGSR多肽，CD34抗体或CD133抗体中的一种。优选的，基材为聚对苯二甲酸乙二醇酯基底膜、玻璃基底膜、不锈钢基底膜或不锈钢心血管支架中的一种。本专利技术第四个目的是请求保护上述内皮细胞选择性聚乙二醇类复合涂层在心血管支架上的应用。该应用的方法包括如下步骤：(a)将具有内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物溶于四氢呋喃溶剂中，配置成质量浓度为0.01～5％的溶液，并用超声处理，得到溶解均匀的溶液C；(b)将基材依次用丙酮、甲醇、三蒸水超声预处理10～30分钟；(c)取1，6-己二胺固体溶解于无水乙醇中，配制成10wt％的溶液，将预先处理好的基材浸入1，6-己二胺溶液中，并在常温下反应24h，然后用三蒸水冲洗3遍，N2吹干，保存备用；(d)采用浸涂法将溶液C涂覆在步骤(c)处理过的基材表面；(e)将已涂覆材料的基材表面用氮气吹干后，浸入质量浓度为0.01～0.5％生物活性分子的磷酸盐缓冲液，在4～25℃下反应24～72h，用赖氨酸的PBS溶液封端，真空干燥，得到内皮细胞选择性聚乙二醇类复合涂层。步骤(c)是承上启下的关键一步。通过该步骤，使预处理过的基底膜上共价修饰氨基基团，然后涂层材料(二元共聚物)中的环氧基团可以和修饰在表面上的氨基反应，使涂层材料接枝在基底膜表面。优选的，步骤(b)的处理方法为：用体积比为7:3的浓硫酸和双氧水热预处理30～60分钟，再用三蒸水冲洗。本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：1)聚合物合成方法简单，仅需两种单体聚合而成；2)合成的聚合物具有良好的反应活性，有利于生物分子的固定，可以保持支架表面的非特异性阻抗性能，同时实现体内原位内皮细胞捕获能力，且得到的涂层结构稳定；3)所固定生物分子范围广泛，包括多肽以及抗体，选择范围宽；4)复合涂层中细胞糖质衣仿生单体和生物分子的协同作用可以有效防止再狭窄和血栓发生同时促进表面内皮化的形成，对现有心血管支架的内皮化不足进行很好的改进。附图说明图1是PEGMA-GMA的核磁结构谱图；其中(a)n＝19，(b)n＝6；图2是PEGMA(n＝19)-GMA-REDV的复合涂层结构示意图；图3是PEGMA(n＝6)-GMA-RGD的复合涂层结构示意图；图4是PEGMA(n＝19)-GMA-RED本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物，其特征在于，由细胞糖质衣仿生的生物相容性单体以及含可反应活性功能基团的可聚合单体通过自由基聚合的方法合成；所述的细胞糖质衣仿生的生物相容性单体选自如下单体：其中R＝H或CH3，n＝1‑50；所述的含可反应活性功能基团的可聚合单体如下：

【技术特征摘要】
1.一种内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物，其特征在于，由
细胞糖质衣仿生的生物相容性单体以及含可反应活性功能基团的可
聚合单体通过自由基聚合的方法合成；
所述的细胞糖质衣仿生的生物相容性单体选自如下单体：
其中R＝H或CH3，n＝1-50；
所述的含可反应活性功能基团的可聚合单体如下：
2.根据权利要求1所述的一种内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共
聚物，其特征在于，所述的细胞糖质衣仿生的生物相容性单体，R＝H
或CH3，n＝5-30。
3.一种如权利要求1所述的内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共
聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将细胞糖质衣仿生的生物相容性单体和含可反应活性功能
基团的可聚合单体按照重量比10:1～1:10的比例溶解在溶剂中，溶质
与溶剂质量比为1:5～1:50，获得溶液A；
(2)按照步骤(1)中两种单体总质量的0.2％～2％称取自由基
引发剂偶氮二异丁腈，加入到溶液A中，得到溶液B；
(3)用氮气或者氩气对溶液B除氧5～30min；
(4)将除氧后的溶液加热到50～90℃，反应6～48h；
(5)减压除去溶剂，用冰乙醚沉析2～3次，得到具有内皮细胞
选择性聚乙二醇类二元共聚物。
4.根据权利要求3所述的内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚
物的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为四氢呋喃、氯仿、
二氯甲烷、异丙醇、乙醇或甲醇中的一种。
5.一种内皮细胞选择性聚乙二醇类复合涂层，其特征在于，具
有如权利要求1所述内皮细胞选择性聚乙二醇类二元共聚物及固定
在基材表面的生物活性分子。
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【专利技术属性】
技术研发人员：魏雨，张景迅，冯先涛，崔运启，赵梦溪，
申请(专利权)人：黄淮学院，
类型：发明
国别省市：河南;41