专利名称：一种磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种具良好细胞相溶性和血液相溶性的生物材料制备方法，特别涉及一种磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料的制备方法。
背景技术：
聚乳酸(Polylactic acid, PLA)具有良好的生物相容性和生物可降解性，在体内代谢最终产物是CO2和H2O,中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，因而作为生物医用材料在组织工程以及药物控释等领域得到高度重视并广泛研究。但是，PLA仍存在一些不足，如(I)在降解过程中出现酸致自催化加速降解的效应(生物医用材料.2000.54-55.)；
(2)疏水性强，没有可供细胞识别的位点，导致细胞生物相容性不强(JBiomater Sci:Polymer Edn.2001.12(1):107-124.) ； (3)与血液接触时，PLA的血液相容性不足等(Journalof Electroanalytical Chemistry,2008,621(I):69-74.；European Journal ofPharmaceutics and Biopharmaceutics,2005,59(3):375-388.)。为了克服聚乳酸存在的缺陷，人们展开了广泛的研究，特别是对PLA进行改性可以显著提高其生物相容性并进而赋予其生物活性，其中尤以对其进行仿生化修饰是国内外研究的热点(J Mater Sci Technol.2005,21 (4):571-576 ；Trends Biotechnol.2002，20(1):16-21.)。由于磷脂分子(最重要的是磷脂胆碱分子)是细胞膜的主要组成部分之一，细胞膜不仅是细胞的物质组成部分，起着保护和支持细胞的作用，而且细胞膜还参与诸如能量转换、物质运输、信号传递与识别以及细胞的生长和分化等过程，起着极为重要的作用。所以，目前含磷脂的高 分子已经成为高分子生物医用材料领域的研究热点。1990年，日本的Ishihara教授(PolymJ.1990,22 =355-360.25)第一个人工合成了含有双键的磷脂胆碱分子(MPC)，再利用磷脂胆碱分子的双键与其它高分子的双键共聚，得到了含磷脂胆碱分子的高分子生物材料。研究表明，这种磷脂胆碱型高分子材料可以减少材料表面蛋白质的吸附，阻止血小板在材料表面的粘附和聚集，延长材料的凝血时间，增强了材料的血液相容性(J Biomed Mater Res，2003，65A: 164-169.7)，还能够赋予材料的抗炎性能(J BiomedMater Res 2005，73A:359-366.)等。磷脂胆碱分子改性PLA的研究报道则为数很少。罗娟等(生物医学工程学杂志.2008.25 (6):1344-1348.)用天然甘油磷脂胆碱与丙交酯开环聚合，获得磷脂胆碱改性PLA(PLLA-PC-PLLA);结果表明，由于磷脂胆碱分子的引入，聚合物分子结构中的磷脂胆碱功能团在水环境中有向表面迁移的趋势，PLA的亲水性有了很大的改善；在材料上接种培养内皮细胞(ECV304)，证明含生物功能基团磷脂胆碱的PLA与PLA—样没有细胞毒性，内皮细胞可以在其上面黏附、增殖。Iwasaki教授(Biomaterials.2002,23:3897-3903.27)通过丙交酯与卵磷脂共聚，成功将磷脂胆碱分子引入PLA本体结构中，结果表明:改性PLA材料表面的蛋白质和血小板吸附性能与连接的磷脂胆碱分子的量有关，随着PLA基体中磷脂胆碱分子的增加，材料表面的蛋白质吸附量和血小板粘附量都大大减少，并且磷脂胆碱分子的引入还抑制了白细胞的粘附能力。Yasuhiko等(Biomaterials.2002,23:3897-3903.)将憐脂胆喊分子与2-乙基己基甲基丙烯酸(2-ethylhexyl methacrylate, EHMA)进行共聚,然后再与PLGA材料进行共混,发现这种材料能够明显减少PLGA材料引起的发炎反应。Junji等(Materials Science andEngineering C.2006,2:227-231Science and Technology of Advanced Materials.2004,4:539-544.)将含双键的MPC与n_丁基甲基丙烯酸甲酯以及末端含有双键的PLA进行三元共聚，其产物中磷脂胆碱使在材料表面的蛋白质粘附量减少，改性物链段增强了材料对于细胞粘附的能力；合理调控MPC与PLA的比例则可以很好的控制细胞的粘附生长行为。因此，应用磷脂胆碱分子来仿生改性聚乳酸材料将有效提高聚乳酸材料的生物相容性，赋予聚乳酸材料新生物活性，对拓宽聚乳酸生物医用材料制备体内植入医疗器械，特别是血液相容性良好的内置器械，具有非常重要的科学意义与使用价值。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料的制备方法。利用2-丙烯酰氧基乙基磷脂胆碱的双键与马来酸酐/ 丁二胺改性聚乳酸的氨基进行Micheal加成反应，实现对聚乳酸的磷脂胆碱仿生修饰。其合成路线如下:
权利要求
1.一种磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料的制备方法，其特征包括以下过程: 利用2-丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱的双键与马来酸酐/ 丁二胺改性聚乳酸的氨基进行Micheal加成反应，实现对聚乳酸的磷脂胆碱仿生修饰。其合成路线如下:
2.DPLA的合成 在三口烧瓶中加入5mL BDA的四氢呋喃(THF);将一定量的MPLA溶于50mL THF后，在搅拌状态滴入烧瓶，控制反应温度低于20°C。滴加完毕后，升高温度至37V反应30min。BDA按其化学计量的200%加入。反应完毕后，将产物滴入过量蒸馏水中，收集表面膜，得到白色絮状DPLA。进而，以THF和水体系沉淀分离纯化3次，真空干燥，备用。
3.2-丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(APC)的合成 丙烯酸 2-羟乙酯(HEA，2.811g，24.2mmol)和三乙基胺(TEA, 2.45g,24.2mmol)混合加入20mLTHF中，IS气保护，并降温至_15°C，备用。2-氣-2-氧_1，3, 2- 二氧憐杂环戍烧(COP, 3.46g，24.2mmol)溶于1020mL THF，在30min内滴加到HEA溶液中，搅拌反应4h，过滤并除去溶剂，得到2- (2-氧-1，3，2-二氧磷杂环丙烯酸乙酯(OPEA)。将OPEA中间体(3.94g，.17.7mmol)溶于30mL乙腈，在搅拌下加入2mL三甲基胺，在60°C下反应7h。将反应混合物溶液降温至_15°C维持72h。得到的沉淀产物即为2-丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱。
4.磷酸胆碱仿生修饰聚乳酸(PLA-PC)的合成 在IOOmL三口烧瓶中加入APC(4g，0.014mol)的THF溶液中(20mL)，通氮气保护，在(TC逐滴加入DPLA的THF溶液，滴加完毕后在O°C下继续搅拌30min，然后在室温下反应72h。反应完毕后经甲醇沉淀去除未反应单体，得到产物PLA-PC。
权利要求保护整个修 饰反应过程的整体设计，也包括具体的过程中的每一步的反应设计及条件。
全文摘要
本发明涉及一种磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料的制备方法。针对目前聚乳酸作为生物医用材料仍存在降解过程中出现酸致自催化加速降解的效应；疏水性强，没有可供细胞识别的位点，导致细胞生物相容性不强；与血液接触时，聚乳酸的血液相容性不足等问题。本方法主要包括以下过程首先通过自由基聚合反应将马来酸酐接枝到聚乳酸侧链上，然后再将丁二胺与马来酸酐反应，通过引入的活性反应基团氨基与2-丙烯酰氧基乙基磷脂胆碱的双键进行Micheal加成反应，实现对聚乳酸的磷脂胆碱仿生修饰。利用本发明制备的磷脂胆碱仿生修饰聚乳酸材料与聚乳酸相比具有明显抑制酸致降解作用，具有良好的细胞相容性和血液相容性。
文档编号C08G63/91GK103159947SQ201110412659
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者傅亚, 王远亮, 黄美娜, 卓凤萍, 任凌燕, 陈芳, 陈楠 申请人:傅亚