一种环氧基与巯基交联制备仿生涂层的方法_2

文档序号:9533764阅读:来源:国知局
酰胆碱聚合物通过环氧基与壳聚糖表面氨基的反应固定在壳聚糖的表面,获得具有仿细胞外层膜结构的表面,使得其亲水性显著提高,前进角和后退角明显降低。此外,聚硫醇交联剂的存在增加了壳聚糖表面磷酰胆碱基团的含量,从而进一步增加了壳聚糖的亲水性。
[0023]3、本发明的仿生涂层将在血液净化,体内植入材料,组织工程,药物缓释及生物传感器等领域具有广阔的应用前景。
[0024]下面结合附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
【附图说明】
[0025]图1为壳聚糖膜、对比例1制备的仿生涂层和本发明实施例1制备的仿生涂层的动态接触角。
[0026]图2为本发明实施例1在壳聚糖膜表面制备的仿生涂层的动态接触角测试图。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
[0028]本实施例包括以下步骤:
[0029]步骤一、在氮气保护下,将16mmol 2_甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和4mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯在引发剂0.lmmol偶氮二异丁腈的作用下进行自由基聚合反应,自由基聚合反应温度为70°C,时间为24h,反应结束后透析,然后在_50°C下冷冻干燥,得到含有环氧基的磷酰胆碱聚合物;所述自由基聚合反应的反应溶剂为甲醇和四氢呋喃按照5:1的体积比混合的混合溶剂;
[0030]步骤二、将2mg步骤一中所述含有环氧基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇和丙酮的混合溶剂中得到2mL聚合物溶液,然后向所述聚合物溶液中加入15 μ L聚硫醇,混合均匀得到混合溶液;将所述混合溶液滴涂于壳聚糖膜表面,晾干后置于蒸馏水中,在90°C条件下浸泡处理6h,取出后在壳聚糖膜表面得到具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层;所述甲醇和丙酮的混合溶剂中甲醇的体积百分含量为99%。
[0031]用400MHz核磁共振仪以D20为溶剂测试制备的含有环氧基的磷酰胆碱聚合物的氢核磁。在5?7ppm处未见出峰,表明所得共聚物中没有残余单体,并成功合成了该聚合物,以3.28ppm处为_N+(CH3)3特征峰,0.9?2.2ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成,可知该聚合物组成与投料比基本一致。
[0032]采用文献(精确测定表面动态接触角的方法及影响因素,西北大学学报(自然科学版),Oct, 2011, Vol.41,N0.5)中公开的方法测定本实施例制备的仿生涂层的动态接触角,结果见图2。图中标记1、2和3的曲线分别为第一个循环、第二个循环和第三个循环的前进角,其余曲线为三个循环的后退角,由图可知,第一个循环前进角较大,这可能是表面亲水性磷酰胆碱基团迀移到涂层内部,表面疏水基团较多所造成的。而之后的两个循环前进角和后退角重合,而且随着测量次数的增加前进角有变小的趋势,这说明亲水性好的磷酰胆碱聚合物被固定在壳聚糖表面的含量较高,使得随着润湿时间的增加其亲水性显著提高。由此可见,本实施例制备的仿生涂层表面,将在生物体内动态情况下保持良好的生物相容性。
[0033]对比例1
[0034]将实施例1的聚合物溶液滴涂于壳聚糖膜表面,晾干后置于蒸馏水中,在90°C条件下浸泡处理6h,取出后在壳聚糖膜表面得到具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层。
[0035]如图1所示,图中CS代表壳聚糖膜,CS-PMG代表对比例1制备的仿生涂层,CS-PC-PMG代表实施例1制备的仿生涂层,Ad代表前进角,Re代表后退角。从图中可以看出,实施例1制备的仿生涂层的前进角和后退角均有所降低,这是因为亲水性好的磷酰胆碱聚合物通过环氧基与壳聚糖表面氨基的反应固定在壳聚糖的表面,获得具有仿细胞外层膜结构的表面,使得其亲水性显著提高,前进角和后退角明显降低。此外,聚硫醇交联剂的存在增加了壳聚糖的亲水性,前进角和后退角都降低。这说明聚硫醇增加了壳聚糖表面磷酰胆碱基团的含量。
[0036]实施例2
[0037]本实施例包括以下步骤:
[0038]步骤一、在氮气保护下,将16mmol 2_甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和4mmol丙烯酸缩水甘油酯在引发剂0.2mmol偶氮二异丁腈的作用下进行自由基聚合反应,自由基聚合反应温度为80°C,时间为12h,反应结束后透析,然后在_50°C下冷冻干燥,得到含有环氧基的磷酰胆碱聚合物;所述自由基聚合反应的反应溶剂为甲醇和四氢呋喃按照6:1的体积比混合的混合溶剂;
[0039]步骤二、将0.4mg步骤一中所述含有环氧基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇和丙酮的混合溶剂中得到2mL聚合物溶液,然后向所述聚合物溶液中加入5 μ L聚硫醇,混合均匀得到混合溶液;将所述混合溶液滴涂于壳聚糖膜表面,晾干后置于蒸馏水中,在40°C条件下浸泡处理20h,取出后在壳聚糖膜表面得到具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层;所述甲醇和丙酮的混合溶剂中甲醇的体积百分含量为90%。
[0040]用400MHz核磁共振仪以D20为溶剂测试制备的含有环氧基的磷酰胆碱聚合物的氢核磁。在5?7ppm处未见出峰,表明所得共聚物中没有残余单体,并成功合成了该聚合物,以3.28ppm处为_N+(CH3)3特征峰,0.9?2.2ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成,可知该聚合物组成与投料比基本一致。
[0041]实施例3
[0042]本实施例包括以下步骤:
[0043]步骤一、在氮气保护下,将14mmol丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和6mmol丙烯酸缩水甘油酯在引发剂0.lmmol偶氮二异丁腈的作用下进行自由基聚合反应,自由基聚合反应温度为75°C,时间为20h,反应结束后透析,然后在_50°C下冷冻干燥,得到含有环氧基的磷酰胆碱聚合物;所述自由基聚合反应的反应溶剂为甲醇和四氢呋喃按照4:1的体积比混合的混合溶剂;
[0044]步骤二、将10mg步骤一中所述含有环氧基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇和丙酮的混合溶剂中得到2mL聚合物溶液,然后向所述聚合物溶液中加入100 μ L聚硫醇,混合均匀得到混合溶液;将所述混合溶液滴涂于壳聚糖膜表面,晾干后置于蒸馏水中,在80°C条件下浸泡处理5h,取出后在壳聚糖膜表面得到具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层;所述甲醇和丙酮的混合溶剂中甲醇的体积百分含量为60%。
[0045]用400MHz核磁共振仪以D20为溶剂测试制备的含有环氧基的磷酰胆碱聚合物的氢核磁。在5?7ppm处未见出峰,表明所得共聚物中没有残余单体,并成功合成了该聚合物,以3.28ppm处为_N+(CH3)3特征峰,0.9?2.2ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成,可知该聚合物组成与投料比基本一致。
[0046]实施例4
[0047]本实施例包括以下步骤:
[0048]步骤一、在氮气保护下,将14mmol 2_甲基丙烯酰胺乙基磷酰胆碱和6mmol丙烯酸缩水甘油酯在引发剂0.15mmol偶氮二异丁腈的作用下进行自由基聚合反应,自由基聚合反应温度为70°C,时间为24h,反应结束后透析,然后在_50°C下冷冻干燥,得到含有环氧基的磷酰胆碱聚合物;所述自由基聚合反应的反应溶剂为甲醇和四氢呋喃按照5:1的体积比混合的混合溶剂;
[0049]步骤二、将4mg步骤一中所述含有环氧基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇和丙酮的混合溶剂中得到2mL聚合物溶液,然后向所述聚合物溶液中加入60 μ L聚硫醇,混合均匀得到混合溶液;将所述混合溶液滴涂于壳聚糖膜表面,晾干后置于蒸馏水中,在70°C条件下浸泡处理10h,取出后在壳聚糖膜表面得到具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层;所述甲醇和丙酮的混合溶剂中甲醇的体积百分含量为50%。
[0050]用400MHz核磁共振仪以D20为溶剂测试制备的含有环氧基的磷酰胆碱聚合物的氢核磁。在5?7ppm处未见出峰,表明所得共聚物中没有残余单体,并成功合成了该聚合物,以3.28ppm处为_N+(CH3)3特征峰,0.9?2.2ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成,可知该聚合物组成与投料比基本一致。
[0051]实施例5
[0052]本实施例包括以下步骤:
[0053]步骤一、在氮气保护下,将18mmol 2_甲基丙烯酰胺乙基磷酰胆碱和2mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯在引发剂0.lmmol偶氮二异丁腈的作用
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