[发明专利]生物活性多糖自组装修饰的聚氨酯材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用材料、高分子化学和分子自组装技术领域，特别是涉及一种生物活 性多糖自组装修饰的聚氨酯材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯(PU)材料由于其突出的物理机械性能和良好的生物相容性在制造植入人体的各 种器件，如人工心脏瓣膜、人工透析膜、人工血管等医用高分子材料领域有巨大的应用前景。 然而，普通聚氨酯材料作为内置医用材料植入时会产生一系列不良的生物反应，例如术后的 感染、炎症反应、血栓和细胞毒性等等。这些不良反应均来源于合成材料和生命环境的非生 物相容性反应。因此，通过改变聚氨酯材料的组成、改进合成和加工方法以及对原有材料进 行改性使其获得更好的生物相容性是医用聚氨酯材料研究的重要方向。医用高分子材料的表 面性能是影响其生物相容性的关键因素之一，传统的表面设计包括机械共混和表面化学接枝 等，但是采用简单的机械共混方式制备的材料性能可控性差，而表面化学接枝一般制备步骤 较繁杂且较难在具有复杂形状结构的人造器官和装置上实现。

层层自组装技术(LBL)是一种基于静电作用依次吸附上带异种电荷聚电解质的分子自组 装技术，通过静电相互作用在表面荷电的基材表面依次交替吸附上带异种电荷的聚电解质阴 阳离子，形成多种功能的超薄膜。该技术具有一系列优点，例如：制备条件温和，可在常温 水溶液中进行，可实现多种生物分子的表面固定并有利于生物分子维持生物活性和天然构象； 层层自组装技术工艺简单，通过简单的交替浸涂技术可实现在材料表面进行纳米、亚微米尺 度的有规结构设计；组装分子的选择范围广泛，可以是合成的聚电解质，也可以是蛋白质、 多糖、DNA等荷电的生物活性大分子；此外，该方法适用的基体材料种类多，对基体材料的 体型结构适应性强，并可在具有复杂形状结构的装置和材料上实现。因此，该技术已成为生 物医用材料表面功能设计的有效手段[高分子通报，2006，08：58-63]。

生物材料和人工装置的应用日益广泛，但是使用过程中引发的细菌性感染导致诸多严重 后果不容忽视，会引起感染和组织坏死等不良反应。如果生物材料表面具有抑制细菌黏附和 生长的生物活性，就能对植入材料引起的术后感染及炎症反应起到有效控制和治疗作用。有 研究者通过选择适当的生物活性物质将其固定于材料表面，利用材料表面生物活性物质的特 殊活性已成功地制备了具有抗凝血[Biomaterials，2004，25：1947-1957]、促进细胞黏附及 生长[Appl Biomater，2008，84B：249-255]和控制释放DNA等[Chem.J.Chinese Universities.2004，25(8)：1576-1578]功能的生物功能表面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物活性多糖自组装修饰的聚氨酯材料及其制备方法，该方 法制备的聚氨酯材料的表面具有良好的亲水性、以及抗纤维蛋白原非特异性吸附的功能，同 时具有抑制绿脓杆菌的抗菌活性，该方法工艺简单。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：生物活性多糖自组装修饰的聚氨酯材 料，其特征在于：它由基材和修饰层组成，基材由普通商用聚氨酯材料构成，修饰层是在该 基材的表面利用层层自组装技术进行表面修饰而得到；其中，修饰层中含有在基材表面交替 层层自组装的带负电的香菇多糖硫酸酯(LS)和带正电的壳聚糖(CS)。

上述生物活性多糖自组装修饰的聚氨酯材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)真菌多糖衍生物——香菇多糖硫酸酯的制备：

按香菇多糖∶二甲基亚砜∶吡啶∶氯磺酸＝(0.6～1.2)g∶(50～100)mL∶(9～18) mL∶(3.7～7.4)mL，选取香菇多糖、二甲基亚砜、吡啶和氯磺酸，备用；