[發(fā)明專利]一種雙仿生多巴胺磷酰膽堿物質(zhì)的涂覆方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610991757.0
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN106832382B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮銘
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J7/06
• 分類號(hào): C08J7/06;C07F9/09;C08L5/08;C08L69/00
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本發(fā)明公開了一種雙仿生多巴胺磷酰膽堿物質(zhì)的合成及其涂覆方法，將含有磷酰膽堿基團(tuán)的乙烯基單體和多巴胺鹽酸鹽在極性溶劑和一定溫度下進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，得到雙仿生多巴胺磷酰膽堿物質(zhì)，然后將該反應(yīng)溶液稀釋并涂覆在待改性材料表面，晾干后，經(jīng)高溫加熱處理、Tris?HCl溶液處理，粘附基材表面的同時(shí)構(gòu)建仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)涂層的制備方法簡單、條件溫和，為獲得穩(wěn)定磷酰膽堿仿生涂層提供了一種新的途徑，有望改性生物材料生物相容性具有重要的學(xué)術(shù)意義。本發(fā)明的仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)修飾材料將在體內(nèi)植入材料，組織工程，藥物緩釋及生物傳感器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料表面科學(xué)和生物醫(yī)用高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙仿生多巴胺磷酰膽堿物質(zhì)的涂覆方法。

背景技術(shù)

材料用于生物體內(nèi)時(shí)易非特異性吸附蛋白，激活補(bǔ)體分子及免疫系統(tǒng)，從而引起凝血、免疫及炎癥反應(yīng)，以致其性能顯著降低，甚至失效。這是由于材料生物相容性較差的緣故，因而，生物相容性研究已成為生物材料研究領(lǐng)域中的首要問題。材料表面是材料與生物體接觸的媒介，表面的電荷、親/疏水性、化學(xué)組成、形貌等是影響材料與生物體之間界面相互作用的重要因素，是決定材料生物相容性是否優(yōu)異的主要因素。因此，提高材料表面的生物相容性是解決這一科學(xué)問題的關(guān)鍵。將良好生物相容性的物質(zhì)引入到材料表面改性是改善材料與生物體之間的相互作用，提高材料生物相容性簡便而有效的途徑。材料表面的生物相容性改性是生物材料研究領(lǐng)域中一個(gè)永恒的主題，具有重要的學(xué)術(shù)意義和巨大的應(yīng)用前景。

近年來，將具有良好血液相容性的內(nèi)皮細(xì)胞、白蛋白、肝素和聚乙二醇引入到材料表面，可以明顯改善其生物相容性，特別是顯著提高其血液相容性。但是，這些方法依然存在一些問題。例如：內(nèi)皮細(xì)胞與材料表面的相互作用較差，抗血液沖擊能力不佳、易脫落。白蛋白與體內(nèi)活性組分在材料表面競爭吸附，導(dǎo)致吸附在材料表面的白蛋白含量降低，甚至變性。肝素易水解，致使其活性明顯下降，以致誘導(dǎo)出血、血小板減少癥等并發(fā)癥。在猛烈呼吸過程中，聚乙二醇因超氧陰離子和過氧化氫而被氧化，其表面也有不同程度生物污染。

磷酰膽堿(phosphorylcholine，PC)是組成細(xì)胞膜基本單元卵磷脂的親水端基，是細(xì)胞外層膜中的外層官能團(tuán)，同時(shí)帶有正、負(fù)異種電荷，具有較強(qiáng)的結(jié)合水的能力和親水性能，這種結(jié)構(gòu)和組成的表面與生理環(huán)境相互作用不僅不會(huì)吸附和沉積蛋白質(zhì)，也不會(huì)引發(fā)血小板激活、導(dǎo)致凝血等不良反應(yīng)，具有良好生物相容性。近幾年來的研究表明，采用磷酰膽堿基團(tuán)及其聚合物在材料表面構(gòu)建具有仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)，可以顯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，因其具有工藝簡單、操作方便和條件溫和的優(yōu)點(diǎn)，是構(gòu)建仿細(xì)胞外層膜結(jié)構(gòu)獲得優(yōu)異生物相容性表面的理想手段。然而，磷酰膽堿基團(tuán)的親水性較強(qiáng)，物理涂覆在材料表面的磷酰膽堿聚合物涂層在復(fù)雜的生理環(huán)境中容易發(fā)生溶解、降解，甚至脫落。因而，需要將可光固化基團(tuán)引入到磷酰膽堿聚合物中，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)將該聚合物涂層交聯(lián)或共價(jià)鍵合在材料表面。可光固化磷酰膽堿聚合物的合成對(duì)研究開發(fā)使用簡單、適用面廣的表面改性方法具有重要的學(xué)術(shù)意義和巨大的應(yīng)用前景。

最近，美國Messersmith課題組將仿蚌類(Mussel)粘附蛋白成分多巴胺(Dopamine)與PEG結(jié)合，賦予水溶性聚合物在材料表面優(yōu)異的粘附性能，獲得了具有良好抗生物污染的穩(wěn)定涂層。該涂層中的多巴胺基團(tuán)除具有π-π堆積等多種非共價(jià)鍵作用之外，還易氧化聚合形成粘附性聚多巴胺(PDA)，可與包括金屬、玻璃和塑料在內(nèi)的多種基材產(chǎn)生耐水的強(qiáng)粘附作用。此外，多巴胺涂層可通過邁克爾加成或席夫堿反應(yīng)接枝具有生物功能的分子。這種仿蚌類粘附的表面修飾方法可以彌補(bǔ)目前物理涂覆必須經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)處理才能獲得穩(wěn)定涂層的局限性，簡化材料表面改性的條件及過程。