一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于材料表面科学和生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种光固化 制备磷酰胆碱仿生涂层的方法。
【背景技术】
[0002] 材料用于生物体内时易非特异性吸附蛋白，激活补体分子及免疫系统，从而引起 凝血、免疫及炎症反应，以致其性能显著降低，甚至失效。这是由于材料生物相容性较差的 缘故，因而，生物相容性研宄已成为生物材料研宄领域中的首要问题。材料表面是材料与生 物体接触的媒介，表面的电荷、亲/疏水性、化学组成、形貌等是影响材料与生物体之间界 面相互作用的重要因素，是决定材料生物相容性是否优异的主要因素。因此，提高材料表面 的生物相容性是解决这一科学问题的关键。将良好生物相容性的物质引入到材料表面改性 是改善材料与生物体之间的相互作用，提高材料生物相容性简便而有效的途径。材料表面 的生物相容性改性是生物材料研宄领域中一个永恒的主题，具有重要的学术意义和巨大的 应用前景。
[0003] 聚碳酸酯（PC)，是无色玻璃态的无定形聚合物，不仅物理、化学性质稳定，而且具 有良好的组织相容性，生物降解性，低毒性等优点，因此其衍生材料在食品，生物工程，农 业，环境治理，材料科学，药物控释载体，手术缝合线，骨骼支撑材料等领域具有潜在的应用 价值。然而，聚碳酸酯的疏水性较强，与血液接触时易于吸附蛋白质和激活血小板，最终形 成血栓，限制了其在生物医学领域尤其是作为与血液接触材料的应用。所以进一步提高聚 碳酸酯及其衍生物材料的抗凝血性，提高血液相容性迫在眉睫。
[0004] 近年来，将具有良好血液相容性的内皮细胞、白蛋白、肝素和聚乙二醇引入到材料 表面，可以明显改善其生物相容性，特别是显著提高其血液相容性。但是，这些方法依然存 在一些问题。例如：内皮细胞与材料表面的相互作用较差，抗血液冲击能力不佳、易脱落。白 蛋白与体内活性组分在材料表面竞争吸附，导致吸附在材料表面的白蛋白含量降低，甚至 变性。肝素易水解，致使其活性明显下降，以致诱导出血、血小板减少症等并发症。在猛烈 呼吸过程中，聚乙二醇因超氧阴离子和过氧化氢而被氧化，其表面也有不同程度生物污染。
[0005] 磷酰胆碱（phosphorylcholine，PC)是组成细胞膜基本单元卵磷脂的亲水端基， 是细胞外层膜中的外层官能团，同时带有正、负异种电荷，具有较强的结合水的能力和亲水 性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引 发血小板激活、导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。近几年来的研宄表明，采用磷 酰胆碱基团及其聚合物在材料表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的血液 相容性。
[0006] 物理涂覆包括浸涂、旋涂和滴涂等方式，因其具有工艺简单、操作方便和条件温和 的优点，是构建仿细胞外层膜结构获得优异生物相容性表面的理想手段。然而，磷酰胆碱基 团的亲水性较强，物理涂覆在材料表面的磷酰胆碱聚合物涂层在复杂的生理环境中容易发 生溶解、降解，甚至脱落。因而，需要将可光固化基团引入到磷酰胆碱聚合物中，经过化学反 应将该聚合物涂层交联或共价键合在材料表面。这无疑增加了这类磷酰胆碱聚合物合成及 应用对表面要求的难度，也使得该技术的处理过程冗长复杂。因此，迫切需要研宄开发使用 简单、适用面广的表面改性方法。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种光固化制备 磷酰胆碱仿生涂层的方法。该方法通过含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有羟基的乙烯 基单体采用自由基聚合法合成的含羟基的磷酰胆碱聚合物，将含羟基的磷酰胆碱聚合物与 增感剂混合后涂覆在待改性材料表面，通过紫外光光照后能够很好的将磷酰胆碱聚合物固 化在待改性材料表面，在待改性材料表面获得稳定的磷酰胆碱仿生涂层，为获得稳定的磷 酰胆碱仿生涂层提供了一种新的途径。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光固化制备磷酰胆碱仿生 涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009] 步骤一、在氮气保护下，将含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有羟基的乙烯基 单体在引发剂的作用下进行自由基聚合反应，得到含羟基的磷酰胆碱聚合物；
[0010] 步骤二、将步骤一中所述含羟基的磷酰胆碱聚合物与增感剂一同溶于极性溶剂 中，搅拌均匀得到涂覆溶液；所述含羟基的磷酰胆碱聚合物和增感剂的质量比为（2. 3~ 19) : 1 ;所述增感剂为双重氮盐或叠氮化合物；
[0011] 步骤三、将步骤二中所述涂覆溶液涂覆于待改性材料表面，晾干后在紫外光光照 条件下对晾干后的待改性材料进行固化反应，然后用极性溶剂洗涤固化反应后的待改性材 料，在待改性材料表面得到磷酰胆碱仿生涂层。
[0012] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述乙 烯基单体为甲基丙烯酸类单体、丙烯酸类单体、甲基丙烯酰胺类单体或丙烯酰胺类单体。
[0013] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述引 发剂为过硫酸钾或过硫酸铵。
[0014] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述含 有磷酰胆碱基团的乙烯基单体和含有羟基的乙烯基单体的摩尔比为（0. 42~9): 1。
[0015] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤一中所述自 由基聚合反应的温度为60°c~80°C，时间为12h~24h。
[0016] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述双 重氮盐为4, 4' -联苯双重氮硼氟酸盐，叠氮化合物为1，5-二叠氮萘-3, 7-二磺酸钠或 4, 4' -二叠氮二苯甲酮。
[0017] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤二和步骤三 中所述极性溶剂均为水、甲醇或乙醇。
[0018] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤二中所述涂 覆溶液中含羟基的磷酰胆碱聚合物和增感剂的总质量浓度为lmg/mL~10mg/mL。
[0019] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述待 改性材料为聚碳酸酯、聚氨酯、壳聚糖、纤维素、聚丙烯或聚砜。
[0020] 上述的一种光固化制备磷酰胆碱仿生涂层的方法，其特征在于，步骤三中所述固 化反应的时间为2h~24h。
[0021] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0022] 1、本发明的含羟基的磷酰胆碱聚合物是通过含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体和 含有羟基的乙烯基单体采用自由基聚合法合成的含羟基的磷酰胆碱聚合物，含羟基的磷酰 胆碱聚合物与增感剂混合后涂覆在待改性材料表面，通过紫外光光照后能够很好的将磷酰 胆碱聚合物固化在待改性材料表面，在待改性材料表面获得稳定的磷酰胆碱仿生涂层。
[0023] 2、本发明的制备方法简单、条件温和，为获得稳定的磷酰胆碱仿生涂层提供了一 种新的途径。
[0024] 3、采用本发明方法制备的磷酰胆碱仿生涂层在体内植入材料，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。
[0025] 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