[發(fā)明專利]一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310469385.1
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN103736156A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵香君;趙慕華;宮永寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號(hào): A61L33/06
• 分類號(hào): A61L33/06;C08J7/12;C08J7/04
• 代理公司: 西安西達(dá)專利代理有限責(zé)任公司 61202
• 代理人: 謝鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法，屬于生物醫(yī)用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

在生物醫(yī)療器械領(lǐng)域，良好的血液相容性是植入體內(nèi)的生物醫(yī)用材料發(fā)揮作用的基本前提。因此，能夠在材料表面引入穩(wěn)定的、高密度的抗凝生物基團(tuán)被認(rèn)為是解決基材與人體接觸后發(fā)生蛋白質(zhì)吸附、凝血等不良反應(yīng)等一系列問題最直接的方法。?

聚乙二醇（PEG）具有高度的親水性，在水溶液中有較大的水動(dòng)力學(xué)體積，并且沒有免疫原性。在表面引入PEG鏈后，可在被修飾的基材周圍產(chǎn)生空間屏障，有效抑制蛋白質(zhì)吸附和血小板黏附。?

磷酰膽堿?(PC)?基團(tuán)是細(xì)胞外層膜中卵磷脂分子的極性基團(tuán)。在與蛋白質(zhì)、血小板等體液成分相接觸時(shí)，其磷酰膽堿基團(tuán)發(fā)揮極佳的生物相容性作用，有效減少了蛋白質(zhì)的吸附與血小板的黏附。?

仿生學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，多巴胺(DOPA)能夠在海水中凝固成足絲，?緊密附著在基體材料表面上，這一現(xiàn)象為材料表面改性提供了一條新途徑。然而，人工合成的功能聚合物中多巴胺含量達(dá)不到理想比例，功能基團(tuán)難以穩(wěn)定的結(jié)合到基材表面。?

本發(fā)明以聚多巴胺層為過渡層，利用其表面富含的-NH₂?基團(tuán)與功能聚合物中的活性酯基團(tuán)發(fā)生酰胺化反應(yīng)，將仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的磷酰膽堿基團(tuán)、抗凝血性良好的PEG等仿生物功能基團(tuán)引入多種基材表面，以期構(gòu)建功能基團(tuán)覆蓋密度更高、穩(wěn)定性更強(qiáng)的仿生界面。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法，其利用聚多巴胺層表面富含的大量活性氨基，與含活性酯基團(tuán)的功能聚合物進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，將聚合物鏈上的功能基團(tuán)固定到基材表面，為材料表面的功能化提供一種適應(yīng)面廣的新方法。?

本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程如下：?

一種通過聚多巴胺涂層構(gòu)建功能化表界面的方法，包括以下步驟：

（1）將待改性的基體材料浸入多巴胺水溶液中，在材料表面自動(dòng)形成聚多巴胺涂層；

（2）制備含活性酯基團(tuán)的功能化聚合物，其結(jié)構(gòu)通式（I）如下：

其中，m?為10?~1000?的正整數(shù)，n為0?~500?的正整數(shù)，x?為5?~500?的正整數(shù)；在m、n、x?中，m?摩爾百分?jǐn)?shù)為30～90%，n為0~50%，x?為10～70%；R₁、R₂、R₃?獨(dú)立地選自H?或CH₃?；

Y為含有2～8?個(gè)碳的分子鏈連接的親水基團(tuán)，親水基團(tuán)是季銨基、磷酰膽堿基團(tuán)、吡啶鹽、磺酸基、磷酸基、羧酸基或硫酸基；

Y最好為2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿基；

W的結(jié)構(gòu)式為：

????，n為1~50的正整數(shù);

V?的結(jié)構(gòu)式為：

，n為1~50的正整數(shù);

所述含活性酯基團(tuán)的功能化聚合物的分子量范圍為5000~15000；

（3）將含活性酯基團(tuán)的功能聚合物與聚多巴胺涂層發(fā)生酰胺化反應(yīng)，使功能化聚合物鍵合固定在材料表面，實(shí)現(xiàn)材料表面的功能化改性。上述步驟（3）中，將已經(jīng)形成聚多巴胺涂層的材料或器件浸沒在含有活性酯基團(tuán)的功能聚合物溶液中，50~78℃加熱8~24h實(shí)現(xiàn)酰胺化反應(yīng)。

上述步驟（3）中，在已經(jīng)形成聚多巴胺涂層的基體材料表面旋涂、浸涂或噴涂含有活性酯基團(tuán)的功能聚合物溶液后，80~130℃空氣氛圍加熱4~8h實(shí)現(xiàn)酰胺化反應(yīng)。?

上述步驟（3）中，在已經(jīng)形成多巴胺涂層的基體材料表面旋涂、浸涂或噴涂含有活性脂基團(tuán)的功能化聚合物溶液后，室溫自然晾干，在50~78℃乙醇水蒸氣氛圍中處理8~24h實(shí)現(xiàn)酰胺化反應(yīng)。?

所述的配制含活性酯基團(tuán)的功能聚合物溶液所選用的溶劑為甲醇、無水乙醇、異丙醇、水、四氫呋喃、乙酸乙酯、N、N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、四氫呋喃、乙醇或其混合溶液。?

所述的待改性的基體材料為聚四氟乙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸脂、聚丙烯、聚丙烯酸脂、金屬、碳納米管、尼龍薄膜、二氧化硅、玻璃或陶瓷材質(zhì)。?