【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及医用生物材料与医疗器械领域，特别涉及一种可释放co的医用高分子材料及其制备方法及应用。
技术介绍
1、近年来，气体信号分子在疾病预防和治疗、生物材料以及组织工程等领域逐渐获得广泛的研究和应用。气体信号分子是一类广泛参与人体多种生理过程的信使分子，具有重要的应用价值和前景。其中，co是继no气体信号分子发现后的又一种重要的气体信号分子，内源性co主要来源于人体血红素的代谢，由血红素加氧酶催化亚铁血红素的新陈代谢产生，可以对人体神经、心血管和免疫系统的生理功能进行调控，在许多临床疾病的治疗中显示出巨大的应用潜力，如，肿瘤治疗、器官移植、心血管疾病以及中风等；除此而外，生理浓度范围内的co可以通过活化sgc增加cgmp水平来抑制血栓形成和内膜增生，表明其在心血管生物材料方面的应用潜力。另外，co还可以抑制由ho-1(血红素氧合酶1)缺乏导致的内皮损伤和单核细胞的聚集以及血管smcs的增殖和迁移；同时，co还可促进epcs增殖、迁移、粘附和生产no，表明co可通过改善epcs功能加速血管损伤部位的内皮修复与再生，因此，将其用于心血管材料(如血管支架)和血管组织工程，可以有效预防狭窄病变的发生。
2、然而，直接吸入的co气体与血红蛋白存在高度亲和性，阻碍氧的输运，从而引发潜在的毒性反应，不能直接吸入co用于疾病的预防和治疗，因此实现co的控制释放对于提高co治疗的效果和避免co中毒至关重要。研究发现，co能够与一些过渡金属元素(如mn,ru)通过特殊的配位键形成co释放分子(corms)，但是，由于缺乏足够的还原
3、研究表明，对人体生理微环境来说，含有巯基的半胱氨酸可以作为还原剂催化corms释放co，而人体细胞内含有大量的巯基化合物，corms应用于生物材料在细胞生理环境中可以催化释放co，从而起到调控生理反应的作用。单一的corms由于大多数情况下是小分子，其控释作用很难保证，并且很难直接用于生物材料、组织工程以及植/介入医疗器械领域。
技术实现思路
1、基于上述问题，本专利技术利用corms分子对羧甲基壳聚糖进行功能化，进一步将功能化的羧甲基壳聚糖分子接枝到多臂的聚乙二醇分子中，制备一种可释放co的医用高分子，从而在生物材料、组织工程、医疗器械的表面涂层、以及纳米药物中获得应用。
2、技术方案：本专利技术提供一种可释放co的医用高分子，具有式(1)所示的结构：
3、
4、式(1)中，x为连接结构，peg为聚乙二醇链段，n为4或6，8；
5、y为接枝有四羰基[n-(二硫代羧基-s,s’)-n-甲基甘氨酸]锰酸酯的羧甲基壳聚糖链段。
6、可选的，所述可释放co的医用高分子具有式(2)所示的结构。
7、
8、可选的，式(2)所示的可释放co的医用高分子中的聚乙二醇链段的粘均分子量为2000～10000。
9、可选的，所述可释放co的医用高分子具有式(3)所示的结构。
10、
11、进一步地，式(2)或式(3)中，z为式(4)所示的结构，式(4)中，～～～为羧甲基壳聚糖链段。
12、
13、本专利技术还提供一种上述任一项所述的可释放co的医用高分子的制备方法，包括步骤：
14、(1)制备可催化释放co的羧甲基壳聚糖高分子：将羧甲基壳聚糖高分子接枝四羰基[n-(二硫代羧基-s,s’)-n-甲基甘氨酸]锰酸酯；
15、(2)制备可释放co的医用高分子：将多臂聚乙二醇支链末端接枝所述可催化释放co的羧甲基壳聚糖高分子。
16、可选的，所述可释放co的医用高分子的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，在四羰基[n-(二硫代羧基-s,s’)-n-甲基甘氨酸]锰酸酯的水溶液中，搅拌条件下缓慢滴加碳二亚胺溶液和n-羟基琥珀酰亚胺溶液，然后加入羧甲基壳聚糖水溶液，反应4～12小时后，加入冰乙醇生成沉淀，抽滤，真空干燥得到可催化释放co的羧甲基壳聚糖高分子。
17、可选的，所述可释放co的医用高分子的制备方法，在步骤(2)中，将多臂聚乙二醇、可催化释放co的羧甲基壳聚糖高分子以及4-4-二甲氨基吡啶溶解于无水四氢呋喃中，氮气保护下加入二环己基碳二亚胺，充分搅拌反应4～24小时，抽滤除去固体反应副产物，加入乙醚沉淀三次，获得可释放co的医用高分子。
18、可选的，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇或八臂聚乙二醇，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～10000，所述4-4-二甲氨基吡啶的浓度为1～10mg/ml，所述碳二亚胺浓度为5～50mg/ml。
19、可选的，所述可释放co的医用高分子的制备方法中，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～6000。
20、可选的，所述碳二亚胺溶液的浓度为5～20mmol/l，n-羟基琥珀酰亚胺的浓度为5～20mmol/l，羧甲基壳聚糖溶液的浓度为10mg/ml～1g/ml，碳二亚胺和n-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1～4:1。
21、本专利技术还提供一种医疗器械，所述医疗器械的表面包括所述可释放co的医用高分子的涂层。
22、本专利技术提供的所述可释放co的医用高分子可以应用于组织工程支架。
23、本专利技术提供的可释放co的医用高分子可以在制备纳米药物中应用。
24、与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：
25、(1)利用细胞生理环境释放的半胱氨酸催化释放co气体信号分子，使采用本专利技术提供的可释放co的医用高分子材料可以在体内生理环境下通过释放co发挥多重生理作用。
26、(2)本专利技术制备的可释放co的医用高分子材料只有在细胞生理环境中才会被催化释放co气体信号分子，且不会引发大量的co释放造成co中毒，因此可以安全的用于用于纳米药物、生物材料、组织工程等领域。使用本专利技术具体实施方式的可释放co的医用高分子中接枝的四羰基[n-(二硫代羧基-s,s’)-n-甲基甘氨酸]锰酸酯，可使在细胞生理环境中所述可释放co的医用高分子释放的co的量保持在合理范围，以更好的促进内皮细胞修复。
27、(3)本专利技术的技术路线反应条件温和，材料来源易得，反应不需要特殊设备，在常温下即可进行，并且本专利技术采用的物质都具有良好本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可释放CO的医用高分子，其特征在于，具有式(1)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的可释放CO的医用高分子，其特征在于，具有式(2)所示的结构。
3.根据权利要求2所述的可释放CO的医用高分子，其特征在于，式(2)所示的医用高分子中的聚乙二醇链段的粘均分子量为2000～10000。
4.根据权利要求1所述的可释放CO的医用高分子，其特征在于，具有式(3)所示的结构。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的可释放CO的医用高分子，其特征在于，式(2)或式(3)中，Z为式(4)所示的结构，
6.一种如权利要求1到5中任一项所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，包括步骤：
7.根据权利要求6所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二醇、六臂聚乙二醇或八臂聚乙二醇，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量
10.根据权利要求9所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，所述多臂聚乙二醇的粘均分子量为2000～6000。
11.根据权利要求6所述的可释放CO的医用高分子的制备方法，其特征在于，碳二亚胺溶液的浓度为5～20mmol/L，N-羟基琥珀酰亚胺的浓度为5～20mmol/L，羧甲基壳聚糖溶液的浓度为10mg-1g/mL，碳二亚胺和N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1～4:1。
12.一种医疗器械，其特征在于，所述医疗器械表面具有包括权利要求1到5中任一项所述的可释放CO的医用高分子的涂层。
13.一种组织工程支架，其特征在于，应用如权利要求1到5中任一项所述的可释放CO的医用高分子。
14.一种纳米药物，其特征在于，应用如权利要求1到5中任一项所述的可释放CO的医用高分子进行构建。
...【技术特征摘要】
1.一种可释放co的医用高分子，其特征在于，具有式(1)所示的结构：
2.根据权利要求1所述的可释放co的医用高分子，其特征在于，具有式(2)所示的结构。
3.根据权利要求2所述的可释放co的医用高分子，其特征在于，式(2)所示的医用高分子中的聚乙二醇链段的粘均分子量为2000～10000。
4.根据权利要求1所述的可释放co的医用高分子，其特征在于，具有式(3)所示的结构。
5.根据权利要求2到4中任一项所述的可释放co的医用高分子，其特征在于，式(2)或式(3)中，z为式(4)所示的结构，
6.一种如权利要求1到5中任一项所述的可释放co的医用高分子的制备方法，其特征在于，包括步骤：
7.根据权利要求6所述的可释放co的医用高分子的制备方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的可释放co的医用高分子的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求8所述的可释放co的医用高分子的制备方法，其特征在于，所述多臂聚乙二醇为四臂聚乙二...
【专利技术属性】
技术研发人员：高仁伟，潘长江，米学海，尚小军，
申请(专利权)人：巴迪脉通医疗科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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