阳离子‑两性离子共聚物涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开阳离子‑两性离子共聚物涂层及其制备方法和应用,阳离子‑两性离子共聚物涂层是由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱采用可逆加成‑断裂链转移聚合方法合成嵌段共聚物，再在聚碳酸酯型聚氨酯表面以紫外光交联固化方法制备共聚物涂层。本发明专利技术首先以生物相容性较好的甲基丙烯酸酯类作为聚合物骨架，阳离子和两性离子为侧基，得到阳离子‑两性离子共聚物，再以聚碳酸酯型聚氨酯为基底，制备具有良好抗菌活性和抗粘附性的涂层，同时对生物体毒性较小。本发明专利技术的优点：制备过程简单可控，易于得到特定分子量和预期结构组成的聚合物；所制备的涂层兼具良好的抗菌活性和抗蛋白粘附性能，适用于生物医用材料表面改性。

Cationic amphoteric copolymer coating and preparation method and application thereof

The invention discloses cationic amphoteric copolymer coating and preparation method and application thereof, cationic amphoteric copolymer coating is composed of methyl two dimethylamino ethyl methacrylate and methacrylic acid betaine by reversible addition polymerization of block copolymer chain transfer fracture, the polycarbonate polyurethane surface by UV crosslinking curing method for the preparation of copolymers coating. The invention firstly with good biocompatibility of methyl acrylate as the polymer backbone, cationic and zwitterionic side group, cation zwitterionic copolymer with polycarbonate polyurethane substrate preparation coating having excellent antibacterial activity and anti adhesion, and low toxicity to organisms. The invention has the advantages of simple preparation process and controllable, easy to form a specific molecular weight and the expected structure of polymer; the prepared coating has good antibacterial activity and anti adhesion properties, suitable for surface modification of biomedical materials.

【技术实现步骤摘要】
阳离子-两性离子共聚物涂层及其制备方法和应用
本专利技术属于生物医用高分子材料领域，涉及一种阳离子-两性离子共聚物涂层的制备及其抗菌/抗粘附应用。
技术介绍
细菌在医疗器械及体内植入物表面的粘附、增殖和形成生物膜(biofilm)，导致患者感染并引发一系列并发症甚至危及患者生命。传统的赋予表面抗菌性质的方法是涂抗菌剂，如抗菌药物、银、铜及抗菌肽，缺点是抗菌成分易流失，释放对环境有害物质。季铵盐抗菌剂杀菌速度快、安全、毒性小，可作为添加剂赋予其它材料抗菌性能。由于小分子季铵盐易挥发、化学稳定性差，实际应用中存在局限性。高分子季铵盐抗菌剂作为阳离子聚合物，与仿抗菌肽聚合物结构类似，化学稳定性较好，一直是抗菌材料研究的热点之一。其抗菌机理和小分子季铵盐相似，即与细菌细胞壁上带负电的磷脂作用，疏水烷基链与细菌细胞膜中疏水脂质分子层结合，导致细菌细胞膜破坏和细菌死亡，多用作接触型抗菌生物材料。因此，季铵盐类抗菌聚合物涂层具有长效抗菌机制，是一种极有前景的绿色材料。受此启发，Kuroda等(PalermoEF,KurodaK.Chemicalstructureofcationicgroupsin本文档来自技高网...

【技术保护点】
阳离子—两性离子共聚物涂层的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，制备聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物将单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚而成，以二硫代苯甲酸‑4‑氰基戊酸为链转移剂，偶氮二异丁腈为引发剂进行RAFT聚合，单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、链转移剂和引发剂的投料摩尔比为(150—200)：1：(0.1—0.5)，优选(160—180)：1：0.2；步骤2，制备阳离子‑两性离子共聚物将步骤1制备的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物作为大分子链转移剂，偶氮二异丁腈为引发剂，加入第二单体甲基丙烯酸磺酸甜菜碱进行RAFT聚合，再添加补充单体烯丙基甲基丙烯酸酯进行RAFT聚合以得到阳离子‑两性...

【技术特征摘要】
1.阳离子—两性离子共聚物涂层的制备方法，其特征在于，按照下述步骤进行：步骤1，制备聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物将单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸为链转移剂，偶氮二异丁腈为引发剂进行RAFT聚合，单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、链转移剂和引发剂的投料摩尔比为(150—200)：1：(0.1—0.5)，优选(160—180)：1：0.2；步骤2，制备阳离子-两性离子共聚物将步骤1制备的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物作为大分子链转移剂，偶氮二异丁腈为引发剂，加入第二单体甲基丙烯酸磺酸甜菜碱进行RAFT聚合，再添加补充单体烯丙基甲基丙烯酸酯进行RAFT聚合以得到阳离子-两性离子共聚物，第二单体甲基丙烯酸磺酸甜菜碱、大分子链转移剂和引发剂的投料摩尔比为(40—120)：1：(0.1—0.5)，优选(60—100)：1：0.2；补充单体烯丙基甲基丙烯酸酯和第二单体甲基丙烯酸磺酸甜菜碱的投料摩尔比为(5—10)：100，优选(5—8)：100；步骤3，制备表面接枝有双键的聚碳酸酯型聚氨酯膜将聚碳酸酯型聚氨酯均匀分散四氢呋喃中形成均相溶液并刮平成膜，将制备的聚碳酸酯型聚氨酯膜进行等离子体处理，以使聚碳酸酯型聚氨酯膜表面形成羟基，再浸泡于硅烷偶联剂KH570的乙醇溶液中，聚碳酸酯型聚氨酯膜表面的羟基与硅烷偶联剂KH570反应，将碳碳双键键接到聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，即得到表面接枝有双键的聚碳酸酯型聚氨酯膜；步骤4，制备阳离子-两性离子共聚物涂层将步骤2制备的阳离子-两性离子共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及光引发剂均匀分散在三氟乙醇形成涂膜液，再将涂膜液滴涂到步骤3制备的表面接枝有双键的聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，使用紫外光引发光引发剂，以使阳离子-两性离子共聚物中碳碳双键、乙二醇二甲基丙烯酸酯的碳碳双键和聚碳酸酯型聚氨酯膜的表面接枝碳碳双键进行聚合，形成与聚碳酸酯型聚氨酯膜键接的阳离子-两性离子共聚物涂层。2.根据权利要求1所述的阳离子—两性离子共聚物涂层的制备方法，其特征在于，在步骤1中，在惰性保护气体(氮气、氦气或者氩气)保护下进行，反应温度为60—80摄氏度，反应时间至少1小时，优选反应温度为70—80摄氏度，反应时间为3—5小时，溶剂四氢呋喃提供反应氛围和环境；在步骤2中，在惰性保护气体(氮气、氦气或者氩气)保护下进行，反应温度为60—80摄氏度，加入第二单体后的反应时间至少1小时，优选反应温度为70—80摄氏度，反应时间为6—10小时，加入补充单体烯丙基甲基丙烯酸酯后的反应时间至少1小时，优选反应温度70—80摄氏度，反应时间为6—10小时，溶剂四氢呋喃提供反应氛围和环境。3.根据权利要求1所述的阳离子—两性离子共聚物涂层的制备方法，其特征在于，在步骤3中，选择聚碳酸酯型聚氨酯颗粒，搅拌溶于四氢呋喃，制备质量分数为5％-10％的均相溶液，取400-700μL溶液，将其平铺在玻璃板上，用刮膜器刮平，在50℃烘箱中干燥24h，得到透明的聚碳酸酯聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蕴慧，胡文虹，周培琼，袁晓燕，任丽霞，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12