一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法技术

本发明专利技术为一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体进行自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris‑HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。这种方法制备简单、操作方便，为获得血液相容性优异的仿生粘附涂层提供了一种新的途径。

Preparation method of epoxy and aminophosphorylcholine polymer biomimetic adhesive coating

The invention relates to a preparation method of a biomimetic adhesive coating of epoxy and aminophosphorylcholine. The phosphatidylcholine polymer containing epoxy was synthesized by free radical polymerization of vinyl monomer containing phosphatidylcholine hydrophilic group and vinyl monomer containing epoxy. Phosphorylcholine polymer containing amino group was synthesized by free radical polymerization of vinyl monomer containing phosphatidylcholine hydrophilic group with vinyl monomer containing amino group. Two kinds of phosphorylcholine polymers and dopamine were dissolved in polar solvents, coated on the surface of chitosan membrane, dried and heated in Tris_HCl solution to prepare biomimetic adhesive coatings. This method is simple to prepare and easy to operate. It provides a new way to obtain biomimetic adhesive coatings with excellent blood compatibility.

【技术实现步骤摘要】
一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法
本专利技术属于材料表面科学和生物医用高分子材料
，具体涉及一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。
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稳定性得到显著提高。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稳定性的关键因素。然而，该聚合物在合成过程中可交联基团易水解、交联，使得其合成过程条件过于苛刻、难以保存，致使其应用范围受限。Yao等人利用氨基与羧基反应将仿贻贝粘附的多巴胺接枝到含有羧基的磷酰胆碱聚合物上研究在钛合金表面的涂覆，但多巴胺的含量仅为4％，聚合物粘附力较低。为此，Gong等人用活性酯单体的途径合成了多巴胺含量高且可控的磷酰胆碱聚合物，并将其用于聚丙烯、聚四氟乙烯等多种材料表面修饰。Dang等人将含有多巴胺及磷酰胆碱聚合物的八臂PEG用于多种材料表面涂覆修饰。这种仿生粘附方法在一定程度上可以增加涂层的稳定性，但仿蚌类粘附涂层的粘附力不强，稳定性还有待提高。
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，提供一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体与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。然后将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。本专利技术的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法简单、操作方便，为获得稳定的具有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：一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，包括以下步骤：步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，并涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)；所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)。所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，含有环氧的乙烯基单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯，含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐。步骤一中，溶剂为甲醇和四氢呋喃混合溶剂，引发剂为偶氮二异丁腈，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。步骤二中，溶剂为蒸馏水，引发剂为过硫酸钾，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。步骤三中，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物配制成浓度为1～10mg/mL溶液，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物质量比为(9.5:0.5)～(6:4)，多巴胺为二者质量总和用量的1～8％。步骤三中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，并涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris‑HCl溶液中加热处理，即制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。

【技术特征摘要】
1.一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，并涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。2.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)。3.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)。4.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，含有环氧的乙烯基单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯，含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐。5.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂...

【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