[發(fā)明專利]一種兩性離子共聚物、制備方法及利用其構(gòu)建涂層的方法

有效

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• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108822326B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世平;盧倩;李榮;宮永寬
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: C08J7/056
• 分類號: C08J7/056;C09D133/14;C09D5/16;C08L79/04;C08G73/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

本發(fā)明提供一種兩性離子共聚物，如式(Ⅰ)所示，所述共聚物通過自由基聚合制備；利用所述兩性離子共聚物構(gòu)建涂層的方法，包括以下步驟：配制pH為6～9的多巴胺鹽酸鹽溶液；將待改性的基體材料浸入所述多巴胺鹽酸鹽溶液中，在所述基體材料表面構(gòu)建聚多巴胺介導(dǎo)層；對兩性離子共聚物進行活化得到活化的兩性離子共聚物溶液，將所述活化的共聚物溶液噴涂或浸涂在所述含聚多巴胺介導(dǎo)層的基體材料表面構(gòu)建兩性離子共聚物涂層。所述構(gòu)建涂層的方法具有條件溫和、無金屬催化劑等優(yōu)點，構(gòu)建的涂層穩(wěn)定性好、親水性和抗污染能力強、使用壽命長，同時對細(xì)菌、蛋白質(zhì)等生物污染具有良好的抗生物污染性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子合成及基材表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種兩性離子共聚物、制備方法及利用其構(gòu)建涂層的方法。

背景技術(shù)

近年來，生物醫(yī)用材料及裝置在臨床應(yīng)用中由于蛋白質(zhì)、細(xì)胞、細(xì)菌等生物污染引起的炎癥、凝血、感染等一系列問題嚴(yán)重限制了此類材料及裝置的臨床應(yīng)用。對現(xiàn)有生物醫(yī)用材料進行表面改性，即通過控制界面來實現(xiàn)材料的抗生物污染是一種簡單易行的解決現(xiàn)有生物材料表面的生物污染問題的方法。

改善材料的生物相容性一般是通過在材料表面構(gòu)建親水聚合物或親水基團，提高材料表面親水性，使材料表面形成水化層，利用水化層與體內(nèi)蛋白質(zhì)、細(xì)胞、細(xì)菌等之間的排斥作用來實現(xiàn)的。改善材料生物相容性最常用的親水聚合物或親水基團是聚乙二醇(PEG)、兩性離子基團及兩性離子聚合物。

PEG具有較大的體積排阻效應(yīng)，良好的親水性和柔順性，通過形成超強的水和層有效阻止蛋白質(zhì)等生物污染物接觸材料表面，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗非特異性蛋白吸附效果。PEG涂層的性能與其在基材表面的覆蓋密度密切相關(guān)的，單鏈PEG修飾的材料表面難以達到較高的表面覆蓋率。多臂PEG的支化的結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)高的表面密度，能有效提高涂層的抗生物污染能力。

常見的兩性離子如磷酰膽堿(Phosphorylcholine,PC)、羧酸甜菜堿(Carboxybetaine,CB)、磺酸甜菜堿(Sulfobetaine,SB)等，由于帶有等量正、負(fù)電荷而顯電中性。上述兩性離子基團或聚合物可以結(jié)合大量的水分子形成一層水合層，表現(xiàn)出良好的生物相容性及抗污作用。用這些兩性離子基團或是含這些兩性離子基團的聚合物對材料表面進行親水改性后，材料表面顯示出優(yōu)異的生物相容性。可用來構(gòu)建親水涂層的方法有：

(1)利用三甲氧基硅與基材表面的羥基反應(yīng)，直接將共聚物固定在基材表面或?qū)⒁l(fā)劑固定在基材表面后，運用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)構(gòu)建親水涂層；

(2)利用金(Au)與巰基或雙硫(-S-S-)鍵的反應(yīng)，將引發(fā)劑固定在Au表面后，運用SI-ATRP構(gòu)建親水涂層；

(3)利用多巴胺的萬能粘附作用，將多巴胺固定在基材表面后，通過共沉積、加成反應(yīng)、氨基與活性酯的反應(yīng)等方法構(gòu)建親水涂層；

(4)利用光聚合構(gòu)建親水涂層。

但是，上述構(gòu)建涂層的方法不同程度的存在涂層穩(wěn)定性差、定量困難、所用共聚物的純化步驟復(fù)雜等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種兩性離子共聚物和制備方法；

本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用上述兩性離子共聚物構(gòu)建涂層的方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種兩性離子共聚物，所述共聚物如式(Ⅰ)所示：

其中，所述R為兩性離子基團，所述R₁為H或甲基，所述R₂為H或甲基；x為1～50的整數(shù)；m為1～30的整數(shù)，n為10～50的整數(shù)，m：n為20:1～1:20。

優(yōu)選的，所述兩性離子基團R為式(1)～式(3)中的至少一種：