一種在醫(yī)用聚氨酯材料表面修飾磷酸膽堿的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用聚合物材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在醫(yī)用聚氨酯材料表面修飾磷酸膽堿的方法
【背景技術(shù)】
[0002]隨著過(guò)去幾十年材料科學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的迅速發(fā)展，生物醫(yī)用材料在人體組織和器官的診斷、修復(fù)、增進(jìn)功能等領(lǐng)域得到了深入的研究和廣泛的應(yīng)用。生物材料的一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是制備與血液接觸的醫(yī)療器械，如人工血管、人工心臟、介入治療導(dǎo)管等。在所有可植入人工合成高分子材料中，具有微相分離結(jié)構(gòu)的嵌段聚氨酯因具有高彈性和高強(qiáng)度、良好的耐磨損性、粘結(jié)性、耐溶劑性、無(wú)毒性、易成型加工、性能可控等優(yōu)點(diǎn)，尤其是其良好的生物學(xué)性能，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域占有相當(dāng)重要的地位。目前被廣泛用于各種醫(yī)療產(chǎn)品，例如人工心臟及心臟輔助裝置、人工血管、人工皮膚、矯形繃帶、醫(yī)用粘合劑、導(dǎo)液管、計(jì)生用品、藥物載體等。
[0003]盡管聚氨酯彈性體是公認(rèn)的血液相容性相對(duì)較好的高分子生物醫(yī)用材料，但是其血液相容性還不夠理想，當(dāng)其作為異體植入生物體內(nèi)時(shí)，仍可能產(chǎn)生凝血及血栓現(xiàn)象。這是由于聚氨酯極強(qiáng)的疏水性和生物黏附性，與血液相接觸時(shí)會(huì)不可逆地吸附非特異性蛋白，從而引發(fā)凝血等不良反應(yīng)。因此，對(duì)聚氨酯進(jìn)行表面改性，提高其生物相容性，并拓寬其應(yīng)用受到了研究者們廣泛的關(guān)注。
[0004]其中，利用仿生物膜結(jié)構(gòu)的方式，在聚氨酯表面引入磷酸膽堿，使表面磷脂化。使材料表面?zhèn)物?，可以像人體的自身細(xì)胞那樣避開(kāi)免體內(nèi)免疫識(shí)別系統(tǒng)的攻擊，達(dá)到提高生物相容性的目的。磷酸膽堿(PC)是一類很重要的磷脂類物質(zhì)，具有雙親水性結(jié)構(gòu)，極性頭部既有帶正電荷又帶有負(fù)電荷，對(duì)水分子間的作用力擾動(dòng)小，可以結(jié)合大量水分子，在表面形成非常牢固的水合層，保持一定的生物惰性，從而減少對(duì)蛋白質(zhì)的吸附。而磷脂分子具有柔性疏水尾部，因而天然磷脂膜對(duì)蛋白的吸附作用基本上為可逆吸附，并使蛋白保持了其天然構(gòu)象。此外，磷脂質(zhì)極性基團(tuán)(PC)能強(qiáng)烈吸附血液中磷脂分子，形成類似生物體表面的磷脂層，從而減弱蛋白質(zhì)與材料表面的相互作用。同時(shí)，含PC端基的表面對(duì)血細(xì)胞呈惰性，可以抑制細(xì)菌粘附和細(xì)胞的粘結(jié)，也不會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞的溶血現(xiàn)象，具有優(yōu)良的抗凝血性會(huì)K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明目的是提供一種在醫(yī)用聚氨酯材料表面修飾磷酸膽堿的方法，該方法能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的接枝反應(yīng)，在聚氨酯表面引入磷酸膽堿基團(tuán)，提高聚氨酯表面的親水性和生物相容性。此改性方法過(guò)程簡(jiǎn)單、條件溫和易于控制、適合工業(yè)化放大生產(chǎn)。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種在醫(yī)用聚氨酯材料表面修飾磷酸膽堿的方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一、將醫(yī)用聚氨酯材料超聲清洗、真空干燥，獲得潔凈的醫(yī)用聚氨酯材料表面；
[0008]步驟二、對(duì)醫(yī)用聚氨酯材料表面進(jìn)行臭氧活化預(yù)處理；
[0009]步驟三、將步驟二得到的醫(yī)用聚氨酯材料置于磷酸膽堿溶液中進(jìn)行接枝反應(yīng)，并加入阻聚劑防止均聚物產(chǎn)生；
[0010]步驟四、將接枝后的醫(yī)用聚氨酯材料清洗干凈、真空干燥，得到表面修飾磷酸膽堿的醫(yī)用聚氨酯材料。
[0011]所述的在醫(yī)用聚氨酯材料表面進(jìn)行磷酸膽堿修飾的方法，其特征在于，步驟一所述醫(yī)用聚氨酯材料為醫(yī)用聚酯系聚氨酯、醫(yī)用聚醚系聚氨酯、醫(yī)用芳香族聚氨酯、醫(yī)用脂肪族聚氨酯中的一種或者多種；超聲清洗頻率在30KHZ?80KHZ。
[0012]步驟二臭氧濃度為20?50mg.L \活化時(shí)間為20?60min。
[0013]步驟三所述的磷酸膽堿包括甘油磷酸膽堿、培化磷脂酰乙醇胺(MPEG2000-DSPE)；
[0014]步驟三是將步驟二得到的醫(yī)用聚氨酯材料置于lwt%?10被％的磷酸膽堿溶液中，在30?70 °C下接枝反應(yīng)6?24h。
[0015]步驟三所述接枝反應(yīng)要求在無(wú)氧的條件下、水溶液體系中加熱攪拌進(jìn)行的。
[0016]步驟三所述的阻聚劑包括對(duì)苯二酚、氯化亞銅、硫酸亞鐵銨或三氯化鐵。
[0017]步驟三所述磷酸膽堿溶液的制備方法為:加熱攪拌條件下，依次加入蒸餾水、磷酸膽堿化合物、阻聚劑，混合均勻。
[0018]步驟四所述清洗干凈包括將接枝反應(yīng)后的醫(yī)用聚氨酯材料使用30?70°C的蒸餾水洗滌2?24h，1?2h更換一次蒸餾水，之后用乙醇超聲清洗0.2h?lh。
[0019]步驟四清洗干凈的醫(yī)用聚氨酯材料置于真空干燥箱中，干燥溫度30?70°C，干燥時(shí)間2?24h。
[0020]有益效果:
[0021]1、本發(fā)明方具有過(guò)程簡(jiǎn)單、條件溫和易于控制、適合工業(yè)化放大生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)；
[0022]2、材料表面引入磷酸膽堿后，經(jīng)檢測(cè)分析證實(shí)，本發(fā)明方法獲得的醫(yī)用聚氨酯材料具有良好的親水性和生物相容性。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步地解釋。下述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
[0024]—種在醫(yī)用聚氨酯材料表面修飾磷酸膽堿的方法，包括如下步驟:
[0025]步驟一、醫(yī)用聚氨酯材料為醫(yī)用聚酯系聚氨酯、醫(yī)用聚醚系聚氨酯、醫(yī)用芳香族聚氨酯、醫(yī)用脂肪族聚氨酯中的一種或者多種。材料可以是導(dǎo)管、薄膜和器械等形態(tài)。清洗醫(yī)用聚氨酯材料表面以除去表面吸附的雜質(zhì)，真空干燥。超聲清洗頻率在30KHZ?80KHZ，干燥溫度在30?70°C。
[0026]步驟二、通過(guò)臭氧對(duì)潔凈的醫(yī)用聚氨酯材料表面進(jìn)行活化處理，目的在于聚氨酯表面獲得足夠表面反應(yīng)的過(guò)氧化基團(tuán)等活性反應(yīng)位?？刂瞥粞趸罨幚淼臅r(shí)間和濃度(或者強(qiáng)度)，不破壞材料自身的結(jié)構(gòu)。臭氧濃度為20?50mg.L \活化時(shí)間為20?60min。
[0027]步驟三、將步驟二活化處理后的醫(yī)用聚氨酯材料置于磷酸膽堿溶液反應(yīng)溶液中，該接枝反應(yīng)是在溫和的水溶液體系中，加熱攪拌、氮?dú)獗Ｗo(hù)(無(wú)氧)的情況下進(jìn)行。反應(yīng)過(guò)程需要讓聚氨酯材料與反應(yīng)溶液充分接觸。通常，磷酸膽堿溶液濃度為lwt%?10被％，反應(yīng)溫度為30?70°C，接枝反應(yīng)時(shí)間為6?24h。為提高接枝率和反應(yīng)效率，加入適量的阻聚劑，如苯二酚、氯化亞銅、硫酸亞鐵銨或三氯化鐵等，防止均聚物的產(chǎn)生。
[0028]步驟四、將接枝反應(yīng)后的醫(yī)用聚氨酯材料使用30?70°C的蒸餾水洗滌2?24h，1?2h更換一次蒸餾水，之后用乙醇超聲清洗0.2h?lh。清洗干凈后置于真空干燥箱中，干燥溫度30?70°C，干燥時(shí)間2?24h，獲得表面進(jìn)行磷酸膽堿修飾的醫(yī)用聚氨酯材料。
[0029]以下實(shí)施例涉及的甘油磷酸膽堿、培化磷脂酰乙醇胺(MPEG2000-DSPE)購(gòu)于蘇州東南藥業(yè)股份有限公司。
[0030]以下實(shí)施例涉及的聚氨酯薄膜材和聚氨酯導(dǎo)管材料由于其憎水性，接枝前的水接觸角為95.93±2°。
[0031]實(shí)施例1
[003