[發明專利]一種終點固定多醛基海藻酸涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201210109627.1
• 申請日: 2012-04-13
• 公開（公告）號: CN102617880A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 高文卿;周秦;段大為;胡曉旻;寧萌;于美麗;劉東;李彤
• 申請（專利權）人: 天津市第三中心醫院
• 主分類號: C08J7/14
• 分類號: C08J7/14;C08J7/12;C08J7/04;C08B37/04;C08L23/06;C08L27/06;C08L23/12;C08L67/00;C08L83/04;C08L77/00;C08L69/00;C08L27/18;A61L33/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術領域

本發明涉及高分子材料表面涂層技術領域，更具體地說，涉及一種利用多糖分子片段對高分子材料表面涂層進行改性的制備方法。

背景技術

生物醫學材料應用面臨生物相容性及血液相容性兩大問題。涂層技術通過對材料表面的預改性，從而改善了生物醫學材料表面的生物相容性和抗凝活性。肝素屬粘多糖，分子量5000-40000，是由帶負電荷的線性多糖構成的混合體，肝素最重要的性質是其抗凝血特性，肝素的抗凝活性源于它可以和生物體內的多種凝血抑制因子相互作用，通過加速或提高這些抑制因子的抗凝活性來達到抗凝血的目的，但對于抑制蛋白粘附有缺陷。其中肝素對抗凝血酶III(AT-III)的作用最重要。目前生物醫學材料表面肝素固定原理可歸納為物理法和化學法。物理法即通過機械包埋、分子鏈之間的纏繞和滲透、被有孔材料吸附等方式將肝素固定到生物材料表面，從而達到將肝素固定化的目的。化學法即通過肝素分子鏈上豐富的反應性官能基團，如磺酸基、氨基、羧基等與目標材料表面上相應的可反應基團進行反應，以離子鍵或以共價鍵的方式將之固定到生物材料表面。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，為克服普通高分子材料生物相容性差、抗凝活性差、潛在毒性等缺點，利用高碘酸氧化和終點固定技術，提供了一種多醛基海藻酸鈉涂層的制備方法。

本發明的目的通過下述技術方案予以實現：

一種多醛基海藻酸鈉涂層的制備方法，按照下述步驟進行：

首先，即步驟(1)，將高分子材料浸泡在高錳酸鉀的硫酸溶液中，進行酸化處理，其中：

所述高分子材料可以選擇醫用等級的聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酯、硅橡膠、尼龍、聚碳酸酯或者聚四氟乙烯，這些材料可用于體外血液循環管路的構建，需要對其表面進行改性以改進其與血液的相容性。

所述高錳酸鉀的硫酸溶液采利用如下方式進行制備：先將高錳酸鉀溶解在去離子水中混合均勻，然后緩慢向其中加入濃硫酸(質量百分數為95-98％的濃硫酸)，攪拌混合至硫酸的質量百分數達到為10％-70％即可。

將高分子材料浸泡在高錳酸鉀的硫酸溶液中，進行酸化處理，主要是為了改性材料的表面性質，可以選擇酸處理時間為1min-10min，常溫處理，溫度為20-25℃；在酸化處理過程中可采用機械或者超聲攪拌的方式加強反應的強度，在酸化處理之后可使用去離子水對材料進行清洗。

步驟(2)，將經過酸化處理的材料置于聚乙烯亞胺(PEI)溶液中，反應以得到氨基化修飾的表面，其中：

所述聚乙烯亞胺(PEI)溶液的質量百分濃度為0.005％-0.5％，反應時間為10min-60min，常溫處理，溫度為20-25℃。

步驟(3)，使用高碘酸或者高碘酸鈉氧化處理海藻酸鈉，使得海藻酸片段末端暴露醛基，得到多醛基海藻酸鈉，其中：

高碘酸或者高碘酸鈉與海藻酸鈉的重復單元的摩爾比為(1-3)∶10，氧化反應在避光條件下攪拌反應至少24小時，優選24-40小時；采用乙二醇終止反應，96wt％乙醇的水溶液進行沉淀，沉淀后抽濾、透析，-80℃冷凍干燥，得到多醛基海藻酸鈉。

步驟(4)，配置多醛基海藻酸鈉的反應液(水溶液)，將氨基化修飾表面的材料置于反應液中，通過終點固定法得到多醛基海藻酸鈉的涂層，其中：

所述多醛基海藻酸鈉的反應液為水溶液，其中多醛基海藻酸鈉0.05-2mg/mL，NaCl0.15-0.55mol/L，氰基硼氫化鈉0.01-0.1mg/mL；反應溫度為30℃-60℃，優選40-50℃；反應時間至少2小時，優選2-6小時。

本發明所提供的技術方案采用終點固定多醛基海藻酸涂層，由聚乙烯亞胺、多醛基海藻酸鈉組成，天然毒性低、來源豐富成本低，在室溫下可長期儲存，且涂層中海藻酸鈉集團固定在材料的表面，增大與血液接觸的面積和或機會，有效發揮海藻酸鈉的性質。高碘酸氧化反應溫和、重復性好；終點固定法實施方便，終點固定的多醛基海藻酸鈉結合牢固，空間構象好，能有效增加高分子材料表面的生物相容性和抗凝活性。在生物醫學材料領域，如體外循環管路、動脈濾器、動靜脈插管等具有廣闊的應用前景和較高的實用價值，能有效的降低醫療成本，減輕病人經濟負擔。

附圖說明

圖1多醛基海藻酸鈉的制備原理示意圖。

圖2本發明的制備方法的示意圖，其中OSA代表海藻酸鈉。

圖3聚氯乙烯(PVC)和帶PEI涂層的PVC的紅外光譜圖，其中a為未經處理的PVC，b為帶PEI涂層的PVC。