可聚合光敏单体、基于其的光敏聚合物及生物材料表面改性方法技术

本发明专利技术涉及一种可聚合光敏单体、基于其的光敏聚合物及生物材料表面改性方法。本发明专利技术通过合成一种可聚合光敏单体，将其与亲水粘附性单体和活性单体进行聚合得到一种新结构的光敏聚合物，以此作为生物材料表面和生物活性分子间的“桥梁”，可以实现将生物活性分子共价负载到材料表面，增强材料的生物相容性。增强材料的生物相容性。增强材料的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
可聚合光敏单体、基于其的光敏聚合物及生物材料表面改性方法


[0001]本专利技术属于光固化及生物材料表面改性
，具体涉及可聚合光敏单体、基于其的光敏聚合物及生物材料表面改性方法。

技术介绍

[0002]生物材料(biomaterials)是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料，又称生物医用材料。与传统功能材料一样，生物材料除了具备明确的理化性质外，还必须具有良好的生物学性能。生物材料长期或短时间与人体接触时，不可避免地会与介入部位的组织和体液发生界面相互作用，如若不具备与生物体环境足够的生物相容性，将会引发一系列的机体免疫反应及相应的临床并发症，导致生物材料应用失败，因此，材料的表面性能对生物材料的临床应用起着关键性作用。
[0003]通过一定的技术手段，控制和改善生物材料的表面性质，是发挥和运用生物材料与机体之间有机结合的关键途径。考虑到生物材料与机体环境之间的相互作用十分复杂，生物材料的表面改性必须全面考虑材料与机体环境之间的相互作用机制，通过构建具有不同生物学功能的表面来调控材料与机体之间的表界面生物学行为，从而改进和增强生物材料的性能。
[0004]生物材料表面的改性主要是基于仿生化修饰方法，即将具有不同功能的生物分子进行改性，或者在材料表面固定具有生物活性的分子(如蛋白质、多肽、多糖及各种生长因子等)，在表面固定这些生物分子方法主要包括物理吸附法(如静电吸附、疏水相互作用、层层自组装等)和化学固定(共价接枝)法。WO9908717A2公开了一种双功能试剂，其具有聚合物主链，一个或多个在侧链的光反应基团和两个或多个在侧链的生物活性基团，该试剂可以形成涂层，生物活性基团包括蛋白质、多肽、核酸、碳水化合物等，其能够非共价结合到特异性或互补部分的分子或细胞，该专利所使用的可聚合光敏单体的合成步骤复杂且结构中不含助引发剂单元，合成周期长且成本较高，还可能会影响后续聚合物涂层的固化效率。由于这些方法主要基于一种非特异性的负载方式，难以保障表面固定生物分子的活性，因此不能够有效调控与机体组织的相互作用，很难充分发挥材料的生物学功能。此外，传统表面改性技术表面涉及的改性工艺步骤繁琐、工艺复杂，这些都影响到生物活性分子在材料表面的固定效率、数量和覆盖密度等，使得难以调控生物材料的表面性能，也因此限制了这些方法的进一步应用。CN103130958A公开了一种光反应型仿细胞膜结构共聚物及其制备方法和应用，其将含有叠氮侧基的仿细胞膜结构聚合物涂覆于高分子材料表面，待溶剂挥发后用紫外光照射，使聚合物涂层中的叠氮基团与高分子材料表面共价发生共价结合，获得生物相容性优良的生物医用产品。但该申请工艺复杂且采用叠氮化物对生产安全会造成影响。

技术实现思路

[0005]专利技术要解决的问题
[0006]为解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术设计合成了一种可聚合光敏单体、基于其的光敏聚合物，将光敏聚合物涂覆在生物材料基材表面，利用光敏聚合物作为粘附层，为后续生物活性分子的修饰提供支撑，该方法通过紫外照射实现对表面的改性，工艺简单，操作方便，可适用于不同的生物材料。该涂层可以共价链接不同种类和功能的生物活性分子，从而赋予材料不同的生物学功能，提高生物材料的生物相容性。
[0007]用于解决问题的方案
[0008]本专利技术首先提供一种可聚合光敏单体，所述可聚合光敏单体含有：1)含光敏结构的单元；2)含共引发剂叔胺结构的单元；3)含有不饱和键结构的单元；所述含光敏结构的单元至少通过醚键与含共引发剂叔胺的单元相连接，所述含有不饱和键结构的单元通过所述含共引发剂叔胺的单元与所述含光敏结构的单元相连接；所述可聚合光敏单体的侧链带有羟基。
[0009]优选地，所述含光敏结构的单元源自芳香酮类光敏结构，进一步优选源自取代或未取代的二苯甲酮、苯乙酮、噻吨酮、占吨酮、芴酮及其衍生物单元中的一种。
[0010]优选地，所述可聚合光敏单体具有如下结构式：
[0011][0012]其中：n＝1
‑
20的整数，优选为2；R＝H、1至20个C原子的直链烷基或具有3至20个C原子的支链烷基，优选R＝H或CH3。
[0013]本专利技术还提供了一种可聚合光敏单体的制备方法，包括如下的步骤：
[0014]将末端带有环氧基团的含光敏结构的化合物溶于有机溶剂中，加入含烷基氨基的(甲基)丙烯酸酯化合物，升温到60
‑
90℃反应4
‑
6小时，之后进行后处理得到所述可聚合光敏单体。
[0015]优选地，所述含烷基氨基的(甲基)丙烯酸酯类选自2
‑
(甲基氨基)乙基(甲基)丙烯酸酯、4
‑
(甲基氨基)丁基(甲基)丙烯酸酯中的任意一种；所述末端带有环氧基团的含光敏结构的化合物为4
‑
(2，3
‑
环氧丙氧基)二苯甲酮。
[0016]本专利技术进一步提供了一种光敏聚合物及其制备方法，所述光敏聚合物包括：1)亲水粘附性单元；2)含光敏结构的单元；3)能与羟基、氨基或巯基反应的活性单元；所述含光敏结构的单元来源于本专利技术前述的可聚合光敏单体。
[0017]优选地，所述光敏聚合物由本专利技术前述的可聚合光敏单体、亲水粘附性单体和活性单体通过自由基聚合得到，所述亲水粘附性单体选自N
‑
乙烯基吡咯烷酮、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、2
‑
羟乙基甲基丙烯酸酯、2
‑
羟乙基丙烯酸酯、N
‑
乙烯基己内酯、N,N
‑
二甲基丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的任一种。优选地，所述活性单体不包括蛋白质或多肽等。
[0018]优选地，所述光敏聚合物中所述可聚合光敏单体所占摩尔百分比为0.5
‑
2％，所述
活性单体所占摩尔百分比为1％
‑
4％。
[0019]优选地，本专利技术所述的光敏聚合物，具有如下结构式：
[0020][0021][0022]本专利技术所述的光敏聚合物的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)将本专利技术前述的可聚合光敏单体、亲水粘附性单体和活性单体溶于有机溶剂，搅拌混合，通氮除氧；
[0024](2)将引发剂加入体系中，在50
‑
70℃反应6
‑
10小时；
[0025](3)用乙醚沉淀得到所述光敏聚合物。
[0026]此外，本专利技术还提供了一种通过光化学反应改性生物材料表面性能的方法，包括如下步骤：通过浸涂、旋涂或喷涂将本专利技术所述的光敏聚合物涂覆到生物材料表面，在紫外光照射下固化形成聚合物涂层。
[0027]专利技术的效果
[0028]本专利技术提供了一种用于生物材料表面改性的光敏聚合物，并以此作为材料表面和生物分子间链接的“桥梁”，具有以下优点：
[0029]1)光敏聚合物制备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光敏聚合物，其特征在于：所述光敏聚合物包括：1)亲水粘附性单元；2)含光敏结构的单元；3)能与羟基、氨基或巯基反应的活性单元；所述含光敏结构的单元来源于一种可聚合光敏单体，所述可聚合光敏单体含有：1)含光敏结构的单元；2)含共引发剂叔胺结构的单元；3)含有不饱和键结构的单元；其中所述含光敏结构的单元至少通过醚键与含共引发剂叔胺的单元相连接，所述含有不饱和键结构的单元通过所述含共引发剂叔胺的单元与所述含光敏结构的单元相连接；所述可聚合光敏单体的侧链带有羟基。2.根据权利要求1所述的光敏聚合物，其特征在于：所述含光敏结构的单元源自芳香酮类光敏结构，优选源自取代或未取代的二苯甲酮、苯乙酮、噻吨酮、占吨酮、芴酮及其衍生物单元中的一种。3.根据权利要求1所述的光敏聚合物，其特征在于：所述可聚合光敏单体具有如下结构式：其中：n＝1
‑
20的整数，优选为2；R＝H、1至20个C原子的直链烷基或具有3至20个C原子的支链烷基，优选R＝H或CH3。4.根据权利要求1
‑
3所述的光敏聚合物，其特征在于：所述光敏聚合物由可聚合光敏单体、亲水粘附性单体和活性单体通过自由基聚合得到，所述亲水粘附性单体选自N
‑
乙烯基吡咯烷酮、N,N
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐增超，李业，
申请(专利权)人：江苏百赛飞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：