[发明专利]含有氨基和羧基的两种磷酰胆碱聚合物涂层的制备方法

说明书

本发明属于材料表面科学和生物医用高分子材料技术领域，公开了一种含有氨基和羧基的两种磷酰胆碱聚合物涂层的制备方法，是取含有氨基的磷酰胆碱聚合物、含有羧基的磷酰胆碱聚合物和多巴胺混匀，所得聚合物涂覆在材料表面后晾干，再置于Tris‑HCl溶液中改性处理，制得。本发明中加入了多巴胺和含有羧基的磷酰胆碱聚合物，最大程度模拟蚌类粘附，有望增加仿生涂层与聚碳酸酯类材料的粘附性能；同时，磷酰胆碱基团具有很好的抗凝血性，能够改善聚碳酸酯类材料的抗凝血性，解决了聚碳酸酯类材料粘附力弱的问题。本发明用作生物材料。

技术领域

本发明属于材料表面科学和生物医用高分子材料技术领域，涉及一种材料表面改性的方法，具体地说是一种含有氨基和羧基的两种磷酰胆碱聚合物涂层的制备方法。

背景技术

由于材料的生物相容性较差，将其用于生物体内时，易发生蛋白质非特异性吸附，激活补体分子和免疫系统，引起凝血、免疫及炎症反应，使其性能显著降低，甚至失效。因此，生物相容性研究已成为生物材料研究领域中的重要问题。材料表面是材料与生物体接触的媒介，其表面的电荷、亲/疏水性、化学组成、形貌等是影响材料与生物体之间界面相互作用的重要因素，也是决定材料是否具有优异的生物相容性的主要因素。因此，提高材料表面的生物相容性是解决这一技术问题的关键。将生物相容性良好的物质引入材料表面，对其进行改性，从而改善材料与生物体之间的相互作用，是提高材料生物相容性的简便而有效的途径。材料表面的生物相容性改性是生物材料研究领域中一个永恒的主题，具有重要的学术意义和巨大的应用前景。

聚碳酸酯是无色玻璃态的无定形聚合物，不仅物理、化学性质稳定，而且具有良好的组织相容性、生物降解性、低毒性等优点，因此，聚碳酸酯及其衍生物材料在食品、生物工程、农业、环境治理、材料科学、药物控释载体、手术缝合线、骨骼支撑材料等领域具有潜在的应用价值。然而，聚碳酸酯的疏水性较强，与血液接触时易于吸附蛋白质、激活血小板，形成血栓，限制了其在生物医学领域，尤其是作为与血液接触材料的应用。因此，提高聚碳酸酯及其衍生物材料的抗凝血性迫在眉睫。

近年来，将具有良好血液相容性的内皮细胞、白蛋白、肝素和聚乙二醇引入到材料表面，可以明显改善材料的生物相容性，尤其是能够显著提高其血液相容性。但是，这些方法依然存在一些问题。内皮细胞与材料表面的相互作用较差，抗血液冲击能力不佳、易脱落。白蛋白与体内活性组分在材料表面竞争吸附，导致吸附在材料表面的白蛋白含量降低，甚至变性。肝素易水解，致使其活性明显下降，从而发生诱导出血、血小板减少症等并发症。在剧烈呼吸过程中，聚乙二醇因超氧阴离子和过氧化氢而被氧化，其表面也有不同程度生物污染。

磷酰胆碱（phosphorylcholine，PC）是组成细胞膜的基本单元卵磷脂的亲水端基，是细胞外层膜中的外层官能团，同时带有正、负两种电荷，具有较强的结合水的能力和亲水性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引发血小板激活，导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。研究表明，采用磷酰胆碱基团及其聚合物在材料表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的血液相容性。

物理涂覆包括浸涂、旋涂和滴涂等方式，因其具有工艺简单、操作方便、条件温和等优点，是构建仿细胞外层膜结构获得优异生物相容性表面的理想手段。然而，磷酰胆碱基团的亲水性较强，物理涂覆在材料表面的磷酰胆碱聚合物涂层在复杂的生理环境中易发生溶解、降解，甚至脱落。因而，需要将可光固化基团引入到磷酰胆碱聚合物中，经过化学反应将该聚合物涂层交联或共价键合在材料表面。这无疑增加了这类磷酰胆碱聚合物合成及应用对材料表面要求的难度，也使得该技术的处理过程冗长复杂。因此，迫切需要研究开发使用简单、适用面广的表面改性方法。