含多重官能团的转化涂层材料、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了含多重官能团的转化涂层材料、其制备方法及应用，涉及生物金属材料技术领域。通过聚酚类涂层在碱性条件下引入功能分子改性后的胺基化合物，利用非共价键的破坏使低聚体邻酚化合物的游离与改性后的胺基化合物发生再次的交联聚合反应，形成新的胺基转化涂层。该转化涂层不仅提高了涂层在极端环境下的使用性能，还由于涂层再交联聚合时将提前修饰功能分子引入涂层，携带的功能基团也为涂层增加了基于不同反应机理的生物分子接枝提供更广的选择，克服了现有研究中材料表面依赖于胺基酰胺偶联的单一改性方式的不足，进一步丰富了涂层生物功能化修饰策略，为生物材料表面修饰提供了一个有效的途径。修饰提供了一个有效的途径。修饰提供了一个有效的途径。

【技术实现步骤摘要】
含多重官能团的转化涂层材料、其制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及生物金属材料
，具体而言，涉及含多重官能团的转化涂层材料、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]贻贝牢固粘附于因其贻贝足丝蛋白中的儿茶酚类化合物和胺基在其黏附过程中扮演着重要的角色。因此，儿茶酚胺类化合物能在不同材料表面表现出牢固的粘附力，保留的胺基还能作为二次反应化学位点共价接枝位点实现生物活性分子在材料表面的共价固定。
[0003]然而，儿茶酚胺聚合涂层形成过程涉及物理自聚和化学交联两部分共同作用，而物理自聚过程中形成的大量非共价键(氢键、π
‑
π堆积和阳离子
‑
π键)将成为其在极端应用环境下的缺陷，难以满足碱性环境下的应用。同时，表面共价固定生物活性分子量取决于涂层保留的反应性官能团的密度，传统的儿茶酚胺聚合涂层表面保留的胺基活性位点较少且反应活性较差且生物分子接枝量难以达到发挥其生物效应的浓度。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供含多重官能团的转化涂层材料、其制备方法及应用，旨在提高涂层在极端环境下的使用性能，同时使涂层中富含具有二次反应性的官能团。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种含多重官能团的转化涂层材料的制备方法，包括：将沉积有聚酚类涂层的待改性基材置于功能改性的胺基化合物中，在碱性条件下反应；
[0008]其中，功能改性的胺基化合物是由含有目标基团的活性分子与胺基化合物进行缩合形成，活性分子中为带有羧基的化合物或NHS修饰后的化合物，活性分子中的目标基团选自炔基和叠氮中的至少一种。
[0009]第二方面，本专利技术提供一种含多重官能团的转化涂层材料，由前述实施方式中的制备方法制备而得。
[0010]第三方面，本专利技术提供前述实施方式的含多重官能团的转化涂层材料在制备血液接触类器件中的应用。
[0011]本专利技术具有以下有益效果：通过聚酚类涂层在碱性条件下引入功能分子改性后的胺基化合物，利用非共价键的破坏使低聚体邻酚化合物的游离与改性后的胺基化合物发生再次的交联聚合反应，形成新的胺基转化涂层。本专利技术形成的转化涂层不仅提高了涂层在极端环境下的使用性能，还由于涂层再交联聚合时将提前修饰功能分子引入涂层，携带的功能基团也为涂层增加了基于不同反应机理的生物分子接枝提供更广的选择，克服了现有研究中材料表面依赖于胺基酰胺偶联的单一改性方式的不足，进一步丰富了涂层生物功能化修饰策略，为生物材料表面修饰提供了一个有效的途径。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0013]图1为基材表面沉积涂层前后效果对比图；
[0014]图2为不同处理条件下涂层形貌结果图；
[0015]图3为不同处理条件下涂层厚度检测结果图；
[0016]图4为不同涂层表面胺基官能团定量检测结果图；
[0017]图5为涂层激光拉曼检测结果图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0019]本专利技术实施例提供一种含多重官能团的转化涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0020]S1、制备功能改性的胺基化合物
[0021]功能改性的胺基化合物是由含有目标基团的活性分子与胺基化合物进行缩合形成，活性分子中为带有羧基的化合物或NHS修饰后的化合物，通过胺基化合物的伯胺基与带有羧基或NHS修饰后的化合物缩合反应得到功能改性的胺基化合物。其中，活性分子中的目标基团选自炔基、叠氮、双烯键和巯基中的至少一种，以便于后期进一步接枝生物分子。
[0022]在一些实施例中，功能改性的胺基化合物的制备过程包括：将端基含有目标基团的活性分子溶解于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，再与胺基化合物混合反应，控制反应温度为0℃
‑
350℃，反应时间为0.001h
‑
240h；优选地，反应温度为15℃
‑
40℃，反应时间为0.5h
‑
48h。在功能改性的胺基化合物的合成过程中分子的浓度、反应温度和时间对于分子的合成效果具有显著影响，一般合成反应在37℃下就能完成，且合成时间不宜过短，反应短于0.5小时并不能得到理想的功能分子。
[0023]在一些实施例中，在反应完成之后进行透析，以使得到的产品得到纯化。
[0024]活性分子和胺基化合物的种类可以根据反应原理进行选择，范围是非常宽泛的。
[0025]在一些实施例中，活性分子选自4
‑
戊炔酸、丙炔酸、炔基聚乙二醇羧基、4
‑
乙炔基苯甲酸、二苯并环辛炔胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、二苯并环辛炔酸、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、3
‑
叠氮
‑1‑
丙胺、4
‑
叠氮苯胺、4
‑
叠氮苯甲酸、2
‑
叠氮苯甲酸、4
‑
羧基苯磺酰叠氮、Fmoc
‑
β
‑
叠氮
‑
Ala
‑
OH、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、1
‑
叠氮基
‑4‑
溴苯、L
‑
叠氮高丙氨酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸和N
‑
异丁酰基
‑
L
‑
巯基丙氨酸中的至少一种。胺基化合物选自聚烯丙胺、聚乙烯亚胺、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺、三聚氰胺二酰胺
‑
13C3、多聚赖氨酸和壳聚糖中的至少一种。活性分子和胺基化合物可以选择以上几种，可以为一种，也可以为几种，以上几种原料均为市购产品。
[0026]在优选的实施例中，功能改性的胺基化合物选自4
‑
戊炔酸改性的聚烯丙胺(PA
‑
pPAM)、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯改性的聚乙烯亚胺(DBCO
‑
PEI)、4
‑
叠氮苯甲酸改性的聚烯丙胺(N3‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含多重官能团的转化涂层材料的制备方法，其特征在于，包括：将沉积有聚酚类涂层的待改性基材置于功能改性的胺基化合物中，在碱性条件下反应；其中，所述功能改性的胺基化合物是由含有目标基团的活性分子与胺基化合物进行缩合形成，所述活性分子中为带有羧基的化合物或NHS修饰后的化合物，所述活性分子中的所述目标基团选自炔基、叠氮、双烯键和巯基中的至少一种。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能改性的胺基化合物的制备过程包括：将端基含有目标基团的活性分子溶解于pH值为4
‑
10的缓冲溶液中，再与所述胺基化合物混合反应，控制反应温度为0℃
‑
350℃，反应时间为0.001h
‑
240h；优选地，反应温度为15℃
‑
40℃，反应时间为0.5h
‑
48h；优选地，在反应完成之后进行透析。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活性分子选自4
‑
戊炔酸、丙炔酸、炔基聚乙二醇羧基、4
‑
乙炔基苯甲酸、二苯并环辛炔胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯、二苯并环辛炔酸、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、3
‑
叠氮
‑1‑
丙胺、4
‑
叠氮苯胺、4
‑
叠氮苯甲酸、2
‑
叠氮苯甲酸、4
‑
羧基苯磺酰叠氮、Fmoc
‑
β
‑
叠氮
‑
Ala
‑
OH、3
‑
(4
‑
叠氮苯基)丙酸、1
‑
叠氮基
‑4‑
溴苯、L
‑
叠氮高丙氨酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、2
‑
巯基丙酸、3
‑
巯基丙酸和N
‑
异丁酰基
‑
L
‑
巯基丙氨酸中的至少一种；优选地，所述胺基化合物选自聚烯丙胺、聚乙烯亚胺、聚乙二醇双(胺)、聚醚胺、聚酰胺、三聚氰胺、聚N
‑
异丙基丙烯酰胺、三聚氰胺二酰胺
‑
13C3、多聚赖氨酸和壳聚糖中的至少一种；优选地，功能改性的胺基化合物选自4
‑
戊炔酸改性的聚烯丙胺、二苯并环辛炔
‑
N
‑
羟基琥珀酰亚胺酯改性的聚乙烯亚胺、4
‑
叠氮苯甲酸改性的聚烯丙胺和2
‑
叠氮苯甲酸改性的聚乙烯亚胺中的至少一种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述活性分子为带有羧基的化合物时，在与所述胺基化合物混合反应之前，先在缩合剂存在的条件下进行活化反应，活化反应的反应温度为0℃
‑
250℃，反应时间为0.001h
‑
240h；优选地，所述活化反应的反应温度为15℃
‑
40℃，反应时间为0.5h
‑
48h；优选地，将浓度为0.01ng/mL
‑
5g/mL的活性分子的溶液溶解于pH值为5
‑
8所述缓冲溶液中，再与浓度为0.01ng/mL
‑
5g/mL的缩合剂溶液混合反应，然后再与浓度为0.01ng/mL
‑
5g/mL的胺基化合物的溶液混合反应；优选地，所述活性分子的溶液浓度为0.1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志禄，杜泽煜，黄楠，杨梦毅，牟小辉，张文泰，王颖，
申请(专利权)人：东莞市人民医院，
类型：发明
国别省市：