[发明专利]一种高抗凝血纤维素膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种血液相容性材料及其制备方法，尤其涉及一种具有良好血液相容性纤维素膜材料及其制备方法。

背景技术

纤维素膜(Cellulose Membrane)因其良好的机械性能和潜在的生物相容性而被广泛应用于组织工程，控制释放，血液净化纯化等生物医疗领域。然而，其生物相容性，尤其是血液相容性还不足以达到应用的要求。

近年来，为了提高纤维素膜的生物相容性，尤其好的血液相容性，国内外有大量关于纤维素表面改性的报道。如将具有良好血液相容性的材料如肝素(Heparin)、聚乙二醇(PEG)等具有良好血液相容性的材料固定或接枝到材料表面从而使其血液相容性获得极大的提高。但是，随着研究的进一步深入，其固有的缺陷逐渐显露：涂层中的肝素会缓慢从涂层中溶出而耗尽，表面固定的肝素其活性却受到了限制；聚乙二醇会在有氧或者有过渡金属离子的环境下降解而导致一定的生物毒性等等。

发明内容

本发明人从分子工程学角度出发，提出了“主链-侧基协同作用”假说及“维持正常构象”假说，并提出了具有两性离子(Zwitterion)结构(分子结构中同时含有带有阴、阳离子基团)的材料将是具有良好血液相容性的材料。近年来，本课题组将磷铵、磺胺和羧铵三种两性离子通过普通臭氧活化及表面化学偶联方法，在聚氨酯、硅橡胶、纤维素等生物医疗领域常用的聚合物表面构建了两性离子的聚合物层或单分子层，并具有良好的抗凝血性能。但臭氧活化及表面化学偶联方法操作工艺复杂，不适宜工业化生产，为解决该问题，本发明通过活性聚合可控地将两性离子直接接枝到聚合物基材表面，从而合成新型的具有整齐的“刷”状两性离子聚合物表面的抗凝血聚合物膜材料。

本发明目的在于提供一种表面具有整齐的“刷”状两性离子聚合物的抗凝血纤维素膜材料。

本发明的另一目的在于提供上述材料的制备方法。

为完成上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

一种高抗凝血纤维素膜材料，它是在纤维素膜表面接枝有一层两性离子聚合物，在纤维素膜表面形成“刷”状两性离子聚合物层。

上述的高抗凝血纤维素膜材料，所述的两性离子单体可以是磷铵、羧铵或磺铵两性离子单体，其结构分别如下：

磷铵：

磺铵：

羧铵：

R：或         或   

(甲基丙烯酸酯型) (甲基丙烯酸胺酯型)   (苯乙烯型)

上述的高抗凝血纤维素膜材料，所述的在纤维素膜表面接枝有一层两性离子聚合物，两性离子聚合物的厚度为2～100nm。

一种制备上述高抗凝血纤维素膜材料的方法，它由下列步骤组成：

1.聚合物基材的预处理：将交联的纤维素膜(裁剪成直径为10mm片状)，经溶剂洗涤以后于室温下真空干燥；

2.基材表面固定引发剂：在含有预处理过后膜片(5-20片)的反应器中加入0.05～1.00mol/L胺的四氢呋喃溶液，再将引发剂按照物质的量之比M_胺:M_引发剂＝1.2:1～2:1加入反应器。持续反应1～24小时后，取出膜片，依次用洗涤液1和乙醇洗涤，然后真空干燥。

3.两性离子单体在材料表面接枝聚合反应：将表面固定了引发剂的膜放入0.1～1mol/L的两性离子单体的甲醇脱气溶液中，然后通入氮气保护，再将卤化亚铜和配体按照物质的量之比M_两性离子:M_卤化亚铜:M_配体＝2:1:1～10:1:1加入到反应体系中。室温下搅拌反应1～24小时，取出膜片，依次用洗涤液2和水洗涤后，真空干燥。

上述的制备方法，步骤1所述的溶剂为四氢呋喃、丙酮或二氯甲烷。

上述的制备方法，步骤2所述的引发剂为2-溴代异丁基酰溴或二氯乙酰氯；所述的胺为三甲胺或三乙胺；洗涤液1为三氯甲烷或二氯甲烷。

上述的制备方法，步骤3所述的卤化亚铜为CuBr或CuCl；配体为五甲基二亚乙基三胺或联二吡啶；洗涤液2为PBS缓冲液或乙醇；两性离子单体为磷铵、磺铵或羧铵两性离子，其结构分别如下：

磷铵：

磺铵：

羧铵：

R：   或           或

(甲基丙烯酸酯型)  (甲基丙烯酸胺酯型)   (苯乙烯型)

本发明的有益效果：

本发明将具有能够维持生物大分子正常构象的两性离子单体接枝到材料表面，制备了具有良好的生物相容性的纤维素薄膜。