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末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料制造技术

技术编号:3915728 阅读:449 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟单链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱。本发明专利技术还公开了分别用上述封端剂封端的聚氨酯材料。由于本发明专利技术提供的封端剂可使磷脂酰胆碱基团位于具有高活动性的聚氨酯末端,因而磷脂酰胆碱基团容易移至材料表面从而获得磷脂化表面的聚氨酯,这不仅可赋予该材料优良的生物相容性和保持其优异的物理机械性能,且成本低,可以方便地进行二次加工,用来制作人工血管、人工心脏起搏器导线、人工心脏瓣膜,以及介入导管等。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料
,具体涉及末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂及用其封端的聚氨酯材料。
技术介绍
聚氨酯以其优异的力学强度、高弹性、耐磨性、润滑性、耐疲劳性、良好的生物相容性、可加工性等,广泛应用于生物医学领域(植入医用装置及人工器官),比如心脏起搏器绝缘线、人工血管、介入导管等。尽管聚氨酯具有良好的生物相容性,但在长期使用过程中,与血液接触后,仍然不能避免血栓的形成。因此至今在临床上还不能将聚氨酯用于制备小直径的人工血管。这也说明现有聚氨酯的生物相容性还远远不能满足临床医学应用的要求。如何进一步提高聚氨酯的生物相容性成为聚氨酯改性的研究重点。 磷脂分子层是一切生命细胞的表面,而磷脂酰胆碱是血红细胞膜中磷脂分子的重要组成部分,位于磷脂分子层的最外层。Chapman等人Lemm,Ed.;Kluwer AcademicPublishersDordrecht,1993,p30用血液接触、血小板激活、血小板黏附、以及激活补体等实验,证明磷脂酰胆碱(PC)具有优异的血液相容性。1990年,Ishihara等人Polym.J.22(1990)355.报道了有关高产率高纯度2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)的优化合成方法,并将2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)与不同结构乙烯基化合物共聚制备了一系列侧链带磷脂酰胆碱极性基头(PC基团)的聚合物。他们Biomaterials 12(1991)121;J.Biomed.Mater.Res.39(1998)323;J.Membr.Sci.208(2002)39研究发现这类聚合物即使是与没有抗凝的全血接触,也能很好的减少蛋白的吸附和变性,更能防止细胞被激活,从而进一步阻止血栓的形成,细胞毒性反应和免疫排斥反应的发生。目前一些含MPC结构单元的聚合物材料作为生物医用材料Nature materials,3(2004)829已经开始应用于临床医学领域。最近几年又有研究报道将磷脂酰胆碱引入聚合物中,不但能够明显减少导致人体致病细菌的粘附FEMS.Microbiol.Lett,248(2005)37,而且有助于一些特异性细胞的吸附和生长J.Biomed.Mater.Res A,72(2005)1;J.Biomater.Sci.Polym.Ed,15(2004)1423,这一发现将进一步拓宽磷脂化聚合物的应用领域。从以上这些研究报道可知,将磷脂酰胆碱(PC基团)这种带有两性离子极性基头的特殊官能团引入聚合物中,在材料表面形成类生物膜的结构,能有效提高材料的生物相容性(如血液相容性)。 将磷脂酰胆碱(PC基团)这种带有两性离子极性基头的特殊官能团引入聚氨酯中制备磷脂化聚氨酯的研究主要集中在以下几个方面 1)类磷脂化聚氨酯的研究上世纪九十年代中期,日本的Tadao,Nakaya等人合成了一系列的类似于磷脂结构的单体,并将其引入聚氨酯的主链Chem.Mater.1996,8,1441;1997,9,1570或侧链Macromol.chem.phys.,1995,196,3143;Biomaterials,1996,17,2179中。该研究结果表明类磷脂结构单元的引入能在一定程度上提高聚氨酯的血液相容性,但由于其与天然磷脂结构存在明显的差异,故对材料生物相容性的改善比较有限,且这类磷脂结构的引入使材料吸水性明显增加,力学性能急剧变差,有的甚至不能成膜。 2)磷脂化聚氨酯的研究由于磷脂酰胆碱极性基头是天然磷脂分子的重要组成部分,因而当材料表面富集磷脂酰胆碱极性基头便能有效的提高材料生物相容性。1998年,Yu Jun LiChem.Mater,1998,10,1596和Lin-Yue LBiomaterials,1998,19,31分别报道合成了含磷脂酰胆碱极性基头的二醇,并将其作为扩链剂引入聚氨酯中。研究表明这些含磷脂酰胆碱极性基头的聚氨酯能够有效地抑制血小板在材料表面的粘附,但因侧链上的磷酯酰胆碱基团与主链间只相隔一个亚甲基,不能运动,使得材料表面不能富集磷脂酰胆碱极性基头。为了获得磷脂化表面,只有采用增加含磷脂酰胆碱基团扩链剂用量的技术措施,从而导致本体吸水性增加,力学性能变差。为减少材料本体磷脂酰胆碱的的含量,谭鸿等人Biomacromolecules.,2006,7,2591设计合成了一种新的含长氟碳链的磷脂酰胆碱二醇作为聚氨酯的扩链剂,磷脂酰胆碱连于氟碳链的末端,由于氟碳链的低表面自由能很容易向材料表面富集同时帮助连于其末端的磷脂酰胆碱基团迁移至材料表面或次表面。研究表明当含磷脂酰胆碱扩链剂的用量仅占5%,材料表面的蛋白吸附量就可明显减少,而且与之前的文献报道相比材料吸水率降低,力学性能相对较好。但是在以上的研究报道中我们仍然发现,当以这类含磷脂酰胆碱的二醇作为扩链剂后,合成的聚氨酯分子量普遍明显下降,这是成为导致材料力学性能与普通聚氨酯相比下降的的主要原因。 3)表面磷脂化聚氨酯的研究将2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)接枝到聚氨酯的表面Chem.Mater.1999,11,763;Biomaterials,2002,23,263能有效的降低血小板的粘附,再利用适当的交联剂对接枝于聚氨酯表面的MPC进行交联Chem.Mater.1999,11,2155使磷脂酰胆碱基团在聚氨酯表面有序排列则抑制血小板粘附的能力更强,但也有研究报道将磷脂接枝到聚醚聚氨酯的表面后,并不能抑制蛋白质在表面的吸附,它的生物相容性与聚醚聚氨酯没有显著的差异J.Biomed.Mater.Res.,1998,40,195。 4)磷脂化聚合物与聚氨酯复合材料的研究 2-甲基丙烯酰氧乙基磷脂酰胆碱(MPC)能与不同结构的乙烯基单体共聚制备系列侧链带有磷脂酰胆碱基团的MPC聚合物,这类MPC聚合物具有优异的生物相容性。Yoneyama等人J.Biomed.Mater.Res.,1998,43,15将MPC聚合物与聚醚聚氨酯进行共混,虽然使获得的磷脂化聚氨酯复合材料同样具有优异的生物相容性。但由于MPC聚合物与聚氨酯的相容性较差,将此共混材料浸于水中10天J.Biomed.Mater.Res.,1996,32391,就有少量的MPC共聚物渗出。Iwasaki等人J.Biomed Mater.Res.,2000,52701.制备了交联型磷脂聚合物共聚物与聚氨酯的半互穿网络的生物复合材料,虽然该材料具有优异的力学性能和良好的生物相容性,但是不能进行二次加工,而Morimoto等人Biomaterials,2004,25,1098将MPC聚合物与聚氨酯表层实现半互穿网络,材料的生物相容性与Iwasaki的研究结果类似,但也只在一定程度上克服了Iwasaki等人制备的磷脂化聚氨酯复合材料遇到的问题。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是针对目前磷脂化聚氨酯存在的问题,提供一种新的、可与聚氨酯反应的末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂。 本专利技术的另一个目的是提供了用上述含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂封端的聚氨酯材料。该材料的分子量不受磷脂酰胆碱封端剂引入的影响,从而可保证材料在保本文档来自技高网
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【技术保护点】
末端带羟基或胺基的含碳氟链或/和碳氢链磷脂酰胆碱封端剂,该封端剂或为末端带羟基或胺基的含碳氟单链磷脂酰胆碱,其结构式如下:  S-(-CH↓[2]-)↓[q]-Q-CH↓[2]-Rf-CH↓[2]-Q-(-CH↓[2]-)↓[p]-O-*-O-CH↓[2]CH↓[2]***  式中S代表羟基或胺基,p,q为1~10的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,Rf为含碳2~20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:  CF↓[3](CF↓[2])mCH↓[2]-Q-(-CH↓[2]-)↓[n]-Q-CH↓[2]-*H-CH↓[2]-O-*-O-CH↓[2]CH↓[2]***  式中S代表羟基或胺基,优选胺基,m为5-10的整数,n,r,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,Rf为含碳原子2-20的全氟亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氟和碳氢混双链磷脂酰胆碱,其结构式如下:  A-Q-CH↓[2]-*H-CH↓[2]-O-*-O-CH↓[2]CH↓[2]***  式中S代表羟基或胺基,A为含碳原子5-20的烷基或含碳原子5-10的全氟烷基,p,q,r为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子,B为含碳原子2-20的全氟亚烷基或含碳原子为2-10的亚烷基,或为末端带羟基或胺基的含碳氢双链磷脂酰胆碱,结构式如下:  CH↓[3](CH↓[2])mCH↓[2]-Q-CH↓[2]-*H-CH↓[2]-O-*-O-CH↓[2]CH↓[2]***  式中S代表羟基或胺基,优选胺基,m为5-20的整数,p,q为1-4的整数,Q代表一个化学键、氧或硫原子,J,Z代表酰胺键,酯基,氧或硫原子。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:谭鸿傅强张笑晴谭东升周立娟李洁华
申请(专利权)人:四川大学
类型:发明
国别省市:90[中国|成都]

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