[发明专利]一种接枝共聚物、其制备方法及层层修饰材料

说明书

技术领域

本发明涉及生物医用高分子材料技术领域，尤其涉及一种接枝共聚物、其制备方法及层层修饰材料。

背景技术

组织工程在种子细胞、三维支架材料、生物活性因子、组织构建、体内植入等方面已取得很大进展，具有良好的产业化前景，一些临床应用实例的成功为众多的组织缺损、器官功能衰竭病人的治疗带来了曙光。

组织工程的三个重要因素分别为材料、细胞和信号。如何达到材料与细胞最佳的相互作用，材料和信号如何对细胞行为起作用等科学问题成为研究热点。人们发现将传统材料表面进行修饰与功能化后，可以极大的改善和调控细胞的增殖分化，因此激光刻蚀、等离子喷雾、静电自组装等各种表面修饰的方法被应用于组织工程领域。其中，层层自组装在各种修饰方法中具有简单方便、价格低廉、可产业化制备、多变可控等诸多优点，因此在表面修饰方面得到较为广泛的应用。

电活性材料，如导电聚合物，基于生物体内反应都与电子传递有关，以及细胞对电信号的敏感性，可以对细胞的粘附、生长、分化和凋亡进行调控，从而在组织工程领域得以应用。其中，苯胺齐聚物不仅具有传统导电聚合物的电活性的特点，而且克服了传统导电聚合物难溶解、难加工的劣势，并且其规整的结构单元构成的分子短链，可以方便的以功能基团的形式与其他各种类型的高分子材料以掺杂、复合或接枝的方法相结合，在保留原有高分子材料性能的同时，实现电活性的引入。

现有技术公开了多种组织工程材料，其中，聚乳酸和聚乙醇酸以其降解产物无毒和良好的生物相容性，已被美国FDA批准广泛用于临床；聚羟基丁酸，羟基丁酸和羟基戊酸共聚物，由于具有较好的压电效应，适合用作骨组织工程细胞的外基质材料。但是，现有技术公开的组织工程材料均不具有电活性。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种接枝共聚物、其制备方法及层层修饰材料，制备的接枝共聚物和层层修饰材料不仅具有良好的水溶性，还具有良好的电化学响应特性。

本发明提供了一种接枝共聚物，具有式（I）或式（II）所示的结构：

式（I）；

式（II）；

其中，

R为H或

a为聚合度，10≤a≤300；

b为聚合度，10≤b≤300；

2≤x≤5。

优选的，所述式（I）或式（II）中，x选自3或4。

本发明还提供了一种接枝共聚物的制备方法，包括：

A）将引发剂与氨基酸环内酸酐混合，进行开环聚合反应，然后进行脱保护，得到聚谷氨酸共聚物或聚赖氨酸共聚物，所述引发剂选自正己胺或三乙胺，所述氨基酸环内酸酐选自谷氨酸苄酯-N-羧酸酐或苄氧羰基-赖氨酸-N-羧酸酐；

B）将步骤A）得到的聚谷氨酸共聚物与偶联试剂和具有式（III）结构的化合物混合，发生缩合反应，得到聚谷氨酸接枝共聚物；或者将步骤A）得到的聚赖氨酸共聚物与偶联试剂和具有式（Ⅳ）结构的化合物混合，发生缩合反应，得到聚赖氨酸接枝共聚物；

其中，2≤x≤5。

优选的，所述正己胺或三乙胺与谷氨酸苄酯-N-羧酸酐或苄氧羰基-赖氨酸-N-羧酸酐的摩尔比为1：10~100。

优选的，所述步骤A）得到的聚谷氨酸共聚物与所述具有式（III）结构的化合物的摩尔比为1：5~20；所述步骤A）得到的聚赖氨酸共聚物与所述具有式（Ⅳ）结构的化合物的摩尔比为1：5~20。

优选的，所述偶联试剂选自N,N'-二环己基碳二亚胺、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺中的任意一种或几种。

优选的，所述步骤A）中，所述开环聚合反应的反应温度为0℃~50℃，反应时间为24h~72h；所述步骤B）中，所述缩合反应的反应温度为20℃~60℃，反应时间为24h~72h。

本发明还提供了一种层层修饰材料，通过将表面预处理的非金属材料、聚合物或合金材料层层吸附具有式（I）和式（II）所示结构的接枝共聚物得到；

式（I）；

式（II）；

其中，

R为H或

a为聚合度，10≤a≤300；

b为聚合度，10≤b≤300；

2≤x≤5。

优选的，所述表面预处理的非金属材料、聚合物或合金材料按照以下方法制备：