[發明專利]一種含有氨基和羧基的磷酰膽堿涂層的制備方法

有效

• 申請號: 202010703025.3
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111763284B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 張亞剛;周安寧;楊志遠;賀新福;張亞婷;李文英
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;陜西省煤田地質集團有限公司
• 主分類號: C08F230/02
• 分類號: C08F230/02;C08F220/34;C08F220/06;A61L31/10;A61L31/14
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所(普通合伙) 13113
• 代理人: 劉蘭芳;楊亞慧

本發明涉及一種含有氨基和羧基的磷酰膽堿涂層的制備方法，該方法是將含有磷酰膽堿親水性基團的乙烯基單體、含有氨基的乙烯基單體和含有羧基的乙烯基單體通過自由基聚合，合成含有氨基和羧基的磷酰膽堿聚合物，并將其與交聯劑溶于甲醇或乙醇中，涂覆在需要改性的材料表面，晾干后置于緩沖劑溶液中處理，再用蒸餾水洗滌，即可得到表面改性后的醫用生物材料。這種方法制備簡單、操作簡便，為獲得血液相容性的醫用生物材料表面改性提供了一種新的途徑。本發明適用于對與血液相接觸的醫用生物材料表面進行改性。

技術領域

本發明屬于材料表面科學和生物醫用高分子材料技術領域，具體涉及一種含有氨基和羧基的磷酰膽堿涂層的制備方法。

背景技術

對于材料表面的生物相容性改性是生物材料研究領域中一個永恒的主題，具有重要的學術意義。目前的現有技術中，當帶有仿生涂層的生物材料被用于生物體內時，由于該種生物材料生物相容性較差，容易激活生物體內部的補體分子及其免疫系統，引起非特異性吸附蛋白，從而導致凝血、免疫及炎癥反應，以致該種生物材料性能顯著降低，甚至失效。因此，提高材料表面的生物相容性是解決這一科學問題的關鍵。

如何提高生物材料表面的生物相容性仍然是目前生物材料研究領域中的首要問題。據研究表明，生物材料表面是生物材料使用過程中與生物體接觸的主要媒介，而材料的表面結構、所帶電荷量、化學元素組成及所帶官能團的親/疏水性等，是影響材料與生物體兩者之間接觸后相互作用的重要因素，同時也是決定生物材料表面的生物相容性是否優異的主要因素。所以，將具有良好生物相容性的物質引入到生物材料表面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。

在目前的醫用生物高分子材料技術領域中，大部分與血液相接觸的生物材料多為聚碳酸酯(Polycarbonate，簡稱為PC)及其衍生物。聚碳酸酯不僅是物理、化學性質穩定的無色玻璃態的無定形聚合物，還兼具良好的組織相容性，生物降解性，低毒性等優點；但是，由于聚碳酸酯本身的疏水性較強，其與血液接觸時易吸附蛋白質和激活血小板，形成血栓，從而限制了其在生物醫學領域，尤其是作為與血液接觸材料的應用。所以，為進一步提高聚碳酸酯及其衍生物材料表面的抗凝血性，提高其血液相容性迫在眉睫。

通過近幾年不斷地研究實驗發現，將具有良好血液相容性的內皮細胞、白蛋白、肝素和聚乙二醇引入到聚碳酸酯及其衍生物表面，可以明顯改善其材料表面的生物相容性，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：內皮細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；白蛋白與體內活性組分在材料表面競爭吸附，導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，以致誘導出血、血小板減少癥等并發癥；而利用聚乙二醇改性的聚碳酸酯所制作的人工肺，在猛烈呼吸過程中，聚乙二醇因超氧陰離子和過氧化氫的共同作用而被氧化，其表面會有不同程度生物污染，從而影響其使用壽命和安全性。

隨著研究的不斷深入，發現利用仿制生物體的基本組成單位細胞的細胞膜結構或從細胞膜中提取的相關物質（如，磷酰膽堿等）對生物材料表面進行改性，可以顯著提高其生物相容性。

其中，磷酰膽堿屬于細胞外層膜中的外層官能團，是組成細胞膜基本單元卵磷脂的親水端基，不僅同時帶有正、負異種電荷，還具有較強的親水的能力。用其組成的表面作用于生理環境時，不僅不會吸附和沉積蛋白質，也不會激活血小板導致凝血等不良反應。因此，利用磷酰膽堿基團及其聚合物對材料表面改性構建仿細胞外層膜結構，可以顯著改善材料的生物相容性，尤其是血液相容性。