[发明专利]一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法

说明书

本发明公开了一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱(PC)的方法，洁净、干燥的医用聚氨酯材料通过臭氧活化的预处理方式，在表面获得活性反应位点，再于磷酸胆碱反应溶液中进行表面接枝，得到表面修饰了磷酸胆碱的医用聚氨酯材料。利用该仿生功能化的医用聚氨酯材料，表面亲水性明显提高，且具有良好的组织相容性和血液相容性。本发明方法的工艺简单，反应条件温和、易于控制，易于进一步工业放大、进行产业化生产。

技术领域

本发明涉及医用聚合物材料技术领域，具体涉及一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法

背景技术

随着过去几十年材料科学、医学、生物学等学科领域的迅速发展，生物医用材料在人体组织和器官的诊断、修复、增进功能等领域得到了深入的研究和广泛的应用。生物材料的一个重要的应用领域是制备与血液接触的医疗器械，如人工血管、人工心脏、介入治疗导管等。在所有可植入人工合成高分子材料中，具有微相分离结构的嵌段聚氨酯因具有高弹性和高强度、良好的耐磨损性、粘结性、耐溶剂性、无毒性、易成型加工、性能可控等优点，尤其是其良好的生物学性能，在生物医学领域占有相当重要的地位。目前被广泛用于各种医疗产品，例如人工心脏及心脏辅助装置、人工血管、人工皮肤、矫形绷带、医用粘合剂、导液管、计生用品、药物载体等。

尽管聚氨酯弹性体是公认的血液相容性相对较好的高分子生物医用材料，但是其血液相容性还不够理想，当其作为异体植入生物体内时，仍可能产生凝血及血栓现象。这是由于聚氨酯极强的疏水性和生物黏附性，与血液相接触时会不可逆地吸附非特异性蛋白，从而引发凝血等不良反应。因此，对聚氨酯进行表面改性，提高其生物相容性，并拓宽其应用受到了研究者们广泛的关注。

其中，利用仿生物膜结构的方式，在聚氨酯表面引入磷酸胆碱，使表面磷脂化。使材料表面伪饰，可以像人体的自身细胞那样避开免体内免疫识别系统的攻击，达到提高生物相容性的目的。磷酸胆碱(PC)是一类很重要的磷脂类物质，具有双亲水性结构，极性头部既有带正电荷又带有负电荷，对水分子间的作用力扰动小，可以结合大量水分子，在表面形成非常牢固的水合层，保持一定的生物惰性，从而减少对蛋白质的吸附。而磷脂分子具有柔性疏水尾部，因而天然磷脂膜对蛋白的吸附作用基本上为可逆吸附，并使蛋白保持了其天然构象。此外，磷脂质极性基团(PC)能强烈吸附血液中磷脂分子，形成类似生物体表面的磷脂层，从而减弱蛋白质与材料表面的相互作用。同时，含PC端基的表面对血细胞呈惰性，可以抑制细菌粘附和细胞的粘结，也不会导致红细胞的溶血现象，具有优良的抗凝血性能。

发明内容

技术问题：本发明目的是提供一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法，该方法能够通过简单的接枝反应，在聚氨酯表面引入磷酸胆碱基团，提高聚氨酯表面的亲水性和生物相容性。此改性方法过程简单、条件温和易于控制、适合工业化放大生产。

技术方案：本发明的一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法，包括如下步骤：

步骤一、将医用聚氨酯材料超声清洗、真空干燥，获得洁净的医用聚氨酯材料表面；

步骤二、对医用聚氨酯材料表面进行臭氧活化预处理；

步骤三、将步骤二得到的医用聚氨酯材料置于磷酸胆碱溶液中进行接枝反应，并加入阻聚剂防止均聚物产生；

步骤四、将接枝后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面修饰磷酸胆碱的医用聚氨酯材料。

所述的在医用聚氨酯材料表面进行磷酸胆碱修饰的方法，其特征在于，步骤一所述医用聚氨酯材料为医用聚酯系聚氨酯、医用聚醚系聚氨酯、医用芳香族聚氨酯、医用脂肪族聚氨酯中的一种或者多种；超声清洗频率在30KHZ～80KHZ。

步骤二臭氧浓度为20～50mg·L^-1，活化时间为20～60min。

步骤三所述的磷酸胆碱包括甘油磷酸胆碱、培化磷脂酰乙醇胺(MPEG2000-DSPE)；