一种仿生聚合物水凝胶涂层及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于医用植入材料技术领域，具体涉及一种仿生聚合物水凝胶涂层、其制备的仿生医用植入材料或医用植入体，并进一步公开其制备方法。本发明专利技术所述仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，通过在基体表面进行改性的方式，形成具有强粘合力性能的改性表面，进而通过紫外线(UV)照射的方式进行前驱体交联，制备得到具有高生物相容性的两性离子聚合物水凝胶涂层，所述仿生聚合物水凝胶涂层可以稳定的固定于基体表面，可有效减轻蛋白质的非特异性吸附，提高医用植入材料或医用植入物的生物相容性。高医用植入材料或医用植入物的生物相容性。高医用植入材料或医用植入物的生物相容性。

【技术实现步骤摘要】
一种仿生聚合物水凝胶涂层及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于医用植入材料
，具体涉及一种仿生聚合物水凝胶涂层、其制备的仿生医用植入材料或医用植入体，并进一步公开其制备方法。

技术介绍

[0002]植入式医疗器械在临床中有着广泛的应用，包括组织工程支架，植入假体，药物缓释载体及连续血糖监测(CGM)系统等。然而，医疗器械在植入体内后会面临着严重的宿主反应，例如，炎症反应、机体异物反应(FBR)，这将导致植入物被无血管纤维组织包裹，造成植入装置功能丧失并引发各种并发症。目前，FBR问题已造成病人的痛苦和巨大的经济损失，是临床上卡脖子难题和制约植入材料与医疗器械发展的瓶颈。研究表明，蛋白质(例如，纤维蛋白原等)在植入物表面的非特异性吸附是生物污染、机体反应的第一步，接着经过一系列的过程可能引起免疫反应的不良级联反应。因此，如何抑制蛋白质的非特异性吸附在一定程度上可阻止植入材料或者医疗器械表面的生物污染，从而提高植入物的长期功能。
[0003]研究表明，疏水性界面会触发先天免疫反应的启动，并进一步促进炎症反应，包括促炎性细胞因子的表达(如，TNF
‑
α、IL
‑
1和IL
‑
6)以及抗原呈递细胞(APC)的激活等。同时，疏水部分也被认为是外源性和内源性免疫刺激物的组成部分。反之，亲水性界面则能够大大的减轻植入物引起的组织免疫反应，并减缓炎症反应的发生。目前，大量的研究集中在开发和寻找有效的抗污染材料及植入物的表面改性方法，进而延长植入装置的寿命。亲水性低聚/聚乙二醇(OEG/PEG)是一种无毒的、高度亲水的生物相容性聚合物，也是高生物相容性界面设计应用最广泛的材料，被认为是抗污染的“金标准”。然而，当其暴露于体内组织和/或存在氧气或活性氧(ROS)的生理环境中时，其往往会分解，导致植入物的长期性能及稳定性变差。
[0004]近年来，研究人员已尝试采用新材料、新策略来抵抗FBR并取得诸多潜在优势。例如，具有仿生特性的两性离子聚合物在缓解组织免疫反应和减轻急性炎症反应方面受到越来越多的关注。由于具有中性电荷、高亲水性和生物相容性，两性离子聚合物可以很好地模拟由蛋白质和磷脂组成的细胞膜，减轻其表面蛋白质的非特异性吸附。目前，两性离子聚合物水凝胶由于具有高含水量、三维网状结构、匹配的组织模量及抗污染等性能，已发展成一种很有前途的生物材料。
[0005]如中国专利CN111154372A公开了一种仿生超润滑自修复薄膜的制备方法，该方法通过2
‑
甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)单体溶液与锚定剂单体混合均匀，并加入光引发剂2
‑
羟基
‑
4'
‑
(2
‑
羟乙氧基)
‑2‑
甲基苯丙酮IRGACURE 2959，将溶液于紫外光下交联后得到聚合物溶液，然后将聚合物溶液涂覆至氨基化的基底上，经干燥后得到仿关节润滑素的超润滑自修复薄膜。但是，该涂层因内部不能形成三维网状的交联结构，整个涂层在水中存在水解的可能，且影响长期稳定性并不理想。

技术实现思路

[0006]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种聚合物水凝胶涂层，所述涂层具有较好的亲水性及生物仿生性，且稳定性更优；
[0007]本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种生物相容性及稳定性更优的医用植入材料和/或医用植入体；
[0008]本专利技术所要解决的第三个技术问题在于提供一种改善医用植入材料和/或医用植入体生物相容性的方法。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)水凝胶前驱体制备
[0011]取两性离子聚合物单体配制形成两性离子聚合物水溶液，并加入交联剂和光引发剂混合，得到涂层料液，备用；
[0012](2)基体表面预处理
[0013]取选定基体浸渍于含预处理剂的溶液中进行表面改性预处理，得到改性基体，备用；
[0014](3)聚合物水凝胶涂层制备
[0015]将所述涂层料液涂覆于所述改性基体表面，在紫外光(UV)条件下进行光聚合交联反应，即得。
[0016]具体的，所述步骤(1)中，所述两性离子聚合物包括含有甲基丙烯酰氧基乙基基团的两性离子聚合物；
[0017]优选的，所述两性离子聚合物包括N
‑
(3
‑
磺丙基)
‑
N
‑
(甲基丙烯酰氧基乙基)
‑
N，N
‑
二甲基铵甜菜碱(SBMA)、聚甲基丙烯酸羧基甜菜碱、2
‑
甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱或3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯中的一种或几种的混合物；
[0018]优选的，所述两性离子聚合物水溶液的浓度为2
‑
8M。
[0019]具体的，所述步骤(1)中，所述交联剂包括二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)；
[0020]优选的，所述交联剂与所述两性离子聚合物的质量比为0.1
‑
1：100。
[0021]具体的，所述步骤(1)中，所述光引发剂包括水性光引发剂；
[0022]优选的，所述光引发剂包括光引发剂I2959；
[0023]优选的，所述光引发剂与所述两性离子聚合物的质量比为0.5
‑
1.5：100。
[0024]具体的，所述步骤(2)中，所述预处理剂包括多巴胺(DA)或硅烷偶联剂中的一种或几种的混合物；
[0025]优选的，所述硅烷偶联剂包括3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)；
[0026]优选的，所述预处理剂的浓度为1
‑
3mg
·
mL
‑1。
[0027]优选的，所述含预处剂的溶液包括磷酸缓冲液；
[0028]优选的，所述磷酸缓冲液的pH为8
‑
9。
[0029]具体的，所述步骤(2)中，所述基体包括但不限于玻璃、电极、金属基材、或者有机高分子基材；
[0030]优选的，所述有机高分子基材包括聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙烯吡咯烷酮膜或醋酸纤维素基材等任何表面的基材。
[0031]优选的，所述电极为Pt电极。
[0032]具体的，所述步骤(3)中，所述光聚合反应的紫外光强度为80
‑
120W，优选为100W；
[0033]所述光聚合反应的时间依据所述涂层料液涂布的厚度进行适应性选择，常规产品下，优选的，所述光聚合反应的时间为10
‑
30min；
[0034]优选的，所述涂覆步骤包括旋涂、滴涂、浸涂、喷涂或圈图，或手动涂覆。
[0035]本专利技术还公开了由所述方法制备得到的仿生聚合物水凝胶涂层。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)水凝胶前驱体制备取两性离子聚合物单体配制形成两性离子聚合物水溶液，并加入交联剂和光引发剂混合，得到涂层料液，备用；(2)基体表面预处理取选定基体浸渍于含预处理剂的溶液中进行表面改性预处理，得到改性基体，备用；(3)聚合物水凝胶涂层制备将所述涂层料液涂覆于所述改性基体表面，在紫外光条件下进行光聚合交联反应，即得。2.根据权利要求1所述仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述两性离子聚合物包括含有甲基丙烯酰氧基乙基基团的两性离子聚合物；优选的，所述两性离子聚合物包括N
‑
(3
‑
磺丙基)
‑
N
‑
(甲基丙烯酰氧基乙基)
‑
N，N
‑
二甲基铵甜菜碱(SBMA)、聚甲基丙烯酸羧基甜菜碱、2
‑
甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱或3
‑
[[2
‑
(甲基丙烯酰氧)乙基]二甲基铵]丙酸酯中的一种或几种的混合物；优选的，所述两性离子聚合物水溶液的浓度为2
‑
8M。3.根据权利要求1或2所述仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述交联剂包括二甲基丙烯酸乙二醇酯；优选的，所述交联剂与所述两性离子聚合物的质量比为0.1
‑
1：100。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述仿生聚合物水凝胶涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述光引发剂包括水性光引发剂；优选的，所述光引发剂包括光引发剂I2959；...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛涛，刘小建，胡珺，
申请(专利权)人：乐普北京医疗器械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：