[發(fā)明專利]一種富胺基聚合薄膜的制備方法

無效

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• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103739867A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設計）人: 黃楠;楊瑩;楊志祿;齊鵬凱;冷永祥;王進;楊蘋;陳俊英
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: C08J7/16
• 分類號: C08J7/16;C04B41/48;C23C22/00
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 張澎

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)學生物材料的表面改性，尤其是制備具有豐富胺基官能團聚合薄膜的方法技術領域。

背景技術

生物材料表面改性是在不影響材料本體性質的前提下，改善材料表面性能或提高特殊表面性質的技術，在化學、生物學、材料科學以及應用科學、工程、技術領域發(fā)揮著不可取代的重要作用。現(xiàn)有的對材料表面進行功能化修飾的方式包括自組裝薄膜、硅烷化、物理/化學氣相沉積和表面接枝等，盡管這些方法在研究中很常用，但是很多方法在廣泛應用中存在很多局限性，比如對界面修飾和表面之間的化學特異性的要求，使用的設備復雜、對基底材料形狀和尺寸的要求、操作復雜等。因此，尋求一種簡單易行的、可對多種材料進行表面改性的方式是非常重要以及必要的。

在材料表面沉積具有反應官能團的有機薄膜用來固定生物分子的改性方式是研究熱點，特別是基于多酚類的多巴胺薄膜更是引起了關注。多巴胺薄膜因具有可以和幾乎所有種類材料牢固結合以及為生物分子接枝提供反應位點的優(yōu)勢在生物材料修飾領域得到了長足的發(fā)展。這為通過簡單化學的方式來修飾不同類型的材料以及制備功能復合材料提供了平臺。但是，多巴胺薄膜的二次反應性局限在僅能固定具有巰基或胺基基團的生物分子，因多巴胺薄膜的二次反應性是以多巴胺薄膜上保留的酚羥基或醌基與生物分子上的胺基或巰基發(fā)生邁克爾加成或者希夫堿的反應為基礎的。對于具有羧基等基團的生物分子如肝素等的接枝，多巴胺薄膜就缺乏反應官能團如伯胺基等。此外，適量的胺基官能團具有促進細胞黏附的性質，對于皮膚修復材料、骨及軟骨修復材料而言獲得胺基官能團是十分必要的。

基于此，我們制備了一種富胺基的功能性薄膜。此種薄膜是受到貽貝分泌的黏附蛋白的啟發(fā)，其中貽貝足蛋白-3和貽貝足蛋白-5被普遍認為是介導貽貝與材料表面結合的關鍵黏附劑，這兩種蛋白都包含有高比例的多巴和豐富的賴氨酸。現(xiàn)有的研究結果表明，貽貝與材料表面的牢固結合是以多巴的酚羥基或醌基與基底材料之間的強烈共價和非共價相互作用為基礎的。此外，賴氨酸在交聯(lián)反應中扮演著重要的角色，從而導致貽貝分泌的液體蛋白黏附劑的固化。

基于此，我們采用類多巴的兒茶酚類化合物（以多巴胺為例）和具有雙端胺基官能團的有機胺類化合物（以己二胺為例）來制備一種高度交聯(lián)的富胺基共聚薄膜。己二胺，化學式NH₂(CH₂)₆NH₂，為含有胺基官能團的小分子有機物，可用于有機合成，高分子化合物的聚合，環(huán)氧樹脂等的固化劑、有機交聯(lián)劑。在堿性環(huán)境和氧氣的作用下，多巴胺結構中的鄰苯二酚基團可氧化成活躍的醌類或半醌類。這一步反應涉及到苯酚與醌基在水溶液中的平衡過程，在堿性環(huán)境下，反應平衡向醌基方向偏移，有益于多巴胺的自發(fā)氧化反應。己二胺的胺基會與活躍的醌基發(fā)生邁克爾加成反應或者希夫堿反應，引起分子間的相互交聯(lián)。同時，多巴胺-苯醌發(fā)生環(huán)化，形成五元環(huán)，進一步氧化、分子重排，引起分子間交聯(lián)。通過調(diào)控反應條件可得到表面胺基密度較大的薄膜。而目前尚無引入己二胺與多巴胺共聚制備薄膜的報道。

本發(fā)明基于貽貝分泌的蛋白的啟發(fā)，提出一種簡單、新穎的方法可制備出具有豐富胺基官能團的聚合薄膜，為基底材料進一步接枝生物分子提供平臺。可廣泛用于生物醫(yī)用金屬基材料（鐵及其合金、鎂基材料、316L不銹鋼、鈦、鈦合金、鈦鎳合金及鈷鉻合金等）、無機材料（氧化鈦、氮化鈦等）、高分子材料（如：聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等）及可降解組織工程支架材料（如聚乳酸、酸酯乙交酯共聚物和聚己內(nèi)酯等）的表面改性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種富胺基聚合薄膜的制備方法，采用此種方法制備的薄膜不僅可以提供用于接枝目標分子豐富的胺基官能團，具有良好的穩(wěn)定性，并且對于血管細胞具有良好的生物相容性。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種富胺基聚合薄膜的制備方法：將具有雙端胺基官能團有機胺類化合物與含有兒茶酚類的多酚化合物共聚，通過調(diào)控反應條件，在不同材料表面獲得富含胺基官能團的薄膜，其步驟包括：

A、材料準備:

將需要進行改性的基底材料清洗、干燥，待用；

B、薄膜的制備；

將0.01-20mg/ml兒茶酚類化合物和0.01-40mg/ml有機胺類化合物溶解于堿性Tris-base?buffer中，將A中準備的基底材料浸泡于反應物均勻混合后溶液中反應1-48h，然后用蒸餾水充分漂洗，干燥，即得表面胺基密度1-200nmol/cm²的薄膜。

所述含有兒茶酚類的多酚化合物包括多巴胺、鄰苯二酚。