[發(fā)明專利]植入式生物傳感器用三嵌段共聚物及其應(yīng)用和制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010192423.3
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN113493558A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于非;童晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 微泰醫(yī)療器械（杭州）有限公司
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/50;C08G18/44;C08G18/61;C08G18/66;C08G18/32;C08G18/62;C08G18/73;C08G18/75;A61B5/145;A61B5/1473
• 代理公司: 北京漢智嘉成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11682
• 代理人: 蔣宇星;姜勁

本發(fā)明涉及一種植入式生物傳感器用三嵌段共聚物，其通過在以下嵌段物質(zhì)的混合液中加入嵌段聚合反應(yīng)劑和小分子擴鏈劑聚合而成：嵌段A，高親水性的軟段材料，數(shù)均分子量在500?3000；嵌段B，剛性高疏水性的硬段材料，數(shù)均分子量為1000?3000；嵌段C，柔性多聚物，數(shù)均分子量在500?3000；所述嵌段共聚物的通式為A?b?B?b?C，其中，A、B、C為嵌段結(jié)構(gòu)，b為嵌段聚合反應(yīng)劑，其中，按質(zhì)量份數(shù)總數(shù)為100計：A嵌段為5?40份，B嵌段為5?20份，C嵌段為20?70份，嵌段聚合反應(yīng)劑b為10?40份，小分子擴鏈劑為0?10份。本發(fā)明還涉及所述三嵌段共聚物的應(yīng)用和制備方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及嵌段共聚物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種植入式生物傳感器用三嵌段共聚物，還涉及該三嵌段共聚物的應(yīng)用和制備方法。

背景技術(shù)

植入式生物傳感器是指一種可以被部分或者全部植入人體的傳感器設(shè)備，其可以在不需要外加試劑和預(yù)先分離處理體液或血液的條件下測定目標分析物分子的含量。植入式生物傳感器的優(yōu)點是可以連續(xù)性地測定體內(nèi)某些隨時間變化的重要生理和病理參數(shù)，比如血氧、血糖、病毒抗體等，從而更直接地反映被測對象的體征因環(huán)境變化、體力活動、飲食和藥物而產(chǎn)生的變化。通常來講，植入式傳感器的感應(yīng)部分需要與組織內(nèi)的被分析物產(chǎn)生某種互動才可以檢測到被分析物的存在，因此，植入式生物傳感器與植入組織的互動可控性代表了植入式傳感技術(shù)的主要特點和技術(shù)難度。由于人體內(nèi)部環(huán)境，尤其是微觀生物環(huán)境異常復(fù)雜，目前人類對植入式傳感器與植入組織之間的相互作用了解有限。例如植入式傳感器的表面物質(zhì)與人體成分的差異性會引發(fā)人體的異體排斥反應(yīng)機制，從而生成一層主要由纖維蛋白組成的生物隔離層。隔離層會造成傳感器與植入組織隔絕，使傳感器與組織液的分子滲透和交換受到阻礙，傳感器對分析物濃度的檢測將失去準確性。因此如何減少異物排斥反應(yīng)，提高傳感器的生物相容性同時保證被分析物能夠穩(wěn)定受控地滲透擴散至傳感器感應(yīng)部分是提高傳感器準確性和使用壽命的關(guān)鍵，這通常是由在傳感器與組織接觸的表面增加一層高生物相容性的薄膜來實現(xiàn)的。

生物相容性滲透膜對其成分有非常高的技術(shù)性要求，例如極低的細胞毒性、良好的親水性和生物相容性、對目標分析物適當?shù)臐B透擴散性能和對潛在干擾物的阻隔性能，以及在給定的使用時間內(nèi)耐熱性、耐水解性和對其他降解機制的抗性等等。同時由于生產(chǎn)、運送和貯藏的要求，還需要該材料具有穩(wěn)定的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)，使其在被使用之前的較長時間內(nèi)保持穩(wěn)定的性質(zhì)。因此，目前的生物相容性滲透膜的選擇非常有限。目前，此類滲透膜多采用聚乙二醇、聚(2-甲基丙烯酸羥乙酯)等被普遍認可的高生物相容性親水多聚物或其混合物制成，并通過添加聚酯或聚硅氧烷等疏水性材料與親水性材料共聚或者直接混合來控制滲透膜的總體滲透率。這種類型的滲透膜材料存在一個共同的問題，就是疏水部分的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低于室溫，運動性很高，極易遷移至表面并排斥親水段，造成材料的微相分離。這不僅導(dǎo)致膜材料的滲透率的可控性較差，尤其是當親水段比例降低時其分析物滲透率會快速非線性下降，還會使限制膜的滲透穩(wěn)定性隨著時間的推移明顯下降。同時聚乙二醇，聚酯等材料耐水耐熱性較差，在體內(nèi)環(huán)境或高溫高濕條件下易發(fā)生降解，分子量降低的同時導(dǎo)致滲透膜性質(zhì)產(chǎn)生變化，因而不利于生產(chǎn)和長期貯藏。

現(xiàn)有技術(shù)CN201610792708.4公開了一種高生物相容性的三嵌段共聚物，該專利申請中的共聚物材料雖然也能夠用于植入式生物傳感器，但對目標分析物的滲透擴散性能的可控性，以及對涉及到氧化酶反應(yīng)傳感器對氧氣滲透率的需求有待提高。本發(fā)明的材料在這些性能上有較大的改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的嵌段共聚物特別適合用作植入式生物傳感器生物相容性滲透膜，該共聚物具有極低的細胞毒性、良好的親水性和生物相容性、對目標分析物適當?shù)臐B透擴散性能和對潛在干擾物的阻隔性能，以及在給定的使用時間內(nèi)耐熱性、耐水解性和對其他降解機制的抗性。

具體而言，本發(fā)明的一種植入式生物傳感器用三嵌段共聚物，其通過在以下嵌段物質(zhì)的混合液中加入嵌段聚合反應(yīng)劑和小分子擴鏈劑聚合而成：