一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医用聚合物材料技术领域，具体涉及一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法
【背景技术】
[0002]随着过去几十年材料科学、医学、生物学等学科领域的迅速发展，生物医用材料在人体组织和器官的诊断、修复、增进功能等领域得到了深入的研究和广泛的应用。生物材料的一个重要的应用领域是制备与血液接触的医疗器械，如人工血管、人工心脏、介入治疗导管等。在所有可植入人工合成高分子材料中，具有微相分离结构的嵌段聚氨酯因具有高弹性和高强度、良好的耐磨损性、粘结性、耐溶剂性、无毒性、易成型加工、性能可控等优点，尤其是其良好的生物学性能，在生物医学领域占有相当重要的地位。目前被广泛用于各种医疗产品，例如人工心脏及心脏辅助装置、人工血管、人工皮肤、矫形绷带、医用粘合剂、导液管、计生用品、药物载体等。
[0003]尽管聚氨酯弹性体是公认的血液相容性相对较好的高分子生物医用材料，但是其血液相容性还不够理想，当其作为异体植入生物体内时，仍可能产生凝血及血栓现象。这是由于聚氨酯极强的疏水性和生物黏附性，与血液相接触时会不可逆地吸附非特异性蛋白，从而引发凝血等不良反应。因此，对聚氨酯进行表面改性，提高其生物相容性，并拓宽其应用受到了研究者们广泛的关注。
[0004]其中，利用仿生物膜结构的方式，在聚氨酯表面引入磷酸胆碱，使表面磷脂化。使材料表面伪饰，可以像人体的自身细胞那样避开免体内免疫识别系统的攻击，达到提高生物相容性的目的。磷酸胆碱(PC)是一类很重要的磷脂类物质，具有双亲水性结构，极性头部既有带正电荷又带有负电荷，对水分子间的作用力扰动小，可以结合大量水分子，在表面形成非常牢固的水合层，保持一定的生物惰性，从而减少对蛋白质的吸附。而磷脂分子具有柔性疏水尾部，因而天然磷脂膜对蛋白的吸附作用基本上为可逆吸附，并使蛋白保持了其天然构象。此外，磷脂质极性基团(PC)能强烈吸附血液中磷脂分子，形成类似生物体表面的磷脂层，从而减弱蛋白质与材料表面的相互作用。同时，含PC端基的表面对血细胞呈惰性，可以抑制细菌粘附和细胞的粘结，也不会导致红细胞的溶血现象，具有优良的抗凝血性會K。
【发明内容】
[0005]技术问题:本发明目的是提供一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法，该方法能够通过简单的接枝反应，在聚氨酯表面引入磷酸胆碱基团，提高聚氨酯表面的亲水性和生物相容性。此改性方法过程简单、条件温和易于控制、适合工业化放大生产。
[0006]技术方案:本发明的一种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法，包括如下步骤:
[0007]步骤一、将医用聚氨酯材料超声清洗、真空干燥，获得洁净的医用聚氨酯材料表面；
[0008]步骤二、对医用聚氨酯材料表面进行臭氧活化预处理；
[0009]步骤三、将步骤二得到的医用聚氨酯材料置于磷酸胆碱溶液中进行接枝反应，并加入阻聚剂防止均聚物产生；
[0010]步骤四、将接枝后的医用聚氨酯材料清洗干净、真空干燥，得到表面修饰磷酸胆碱的医用聚氨酯材料。
[0011]所述的在医用聚氨酯材料表面进行磷酸胆碱修饰的方法，其特征在于，步骤一所述医用聚氨酯材料为医用聚酯系聚氨酯、医用聚醚系聚氨酯、医用芳香族聚氨酯、医用脂肪族聚氨酯中的一种或者多种；超声清洗频率在30KHZ?80KHZ。
[0012]步骤二臭氧浓度为20?50mg.L \活化时间为20?60min。
[0013]步骤三所述的磷酸胆碱包括甘油磷酸胆碱、培化磷脂酰乙醇胺(MPEG2000-DSPE)；
[0014]步骤三是将步骤二得到的医用聚氨酯材料置于lwt%?10被％的磷酸胆碱溶液中，在30?70 °C下接枝反应6?24h。
[0015]步骤三所述接枝反应要求在无氧的条件下、水溶液体系中加热搅拌进行的。
[0016]步骤三所述的阻聚剂包括对苯二酚、氯化亚铜、硫酸亚铁铵或三氯化铁。
[0017]步骤三所述磷酸胆碱溶液的制备方法为:加热搅拌条件下，依次加入蒸馏水、磷酸胆碱化合物、阻聚剂，混合均匀。
[0018]步骤四所述清洗干净包括将接枝反应后的医用聚氨酯材料使用30?70°C的蒸馏水洗涤2?24h，1?2h更换一次蒸馏水，之后用乙醇超声清洗0.2h?lh。
[0019]步骤四清洗干净的医用聚氨酯材料置于真空干燥箱中，干燥温度30?70°C，干燥时间2?24h。
[0020]有益效果:
[0021]1、本发明方具有过程简单、条件温和易于控制、适合工业化放大生产等优点；
[0022]2、材料表面引入磷酸胆碱后，经检测分析证实，本发明方法获得的医用聚氨酯材料具有良好的亲水性和生物相容性。
【具体实施方式】
[0023]下面对本发明做更进一步地解释。下述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均处于本发明的保护范围之中。
[0024]—种在医用聚氨酯材料表面修饰磷酸胆碱的方法，包括如下步骤:
[0025]步骤一、医用聚氨酯材料为医用聚酯系聚氨酯、医用聚醚系聚氨酯、医用芳香族聚氨酯、医用脂肪族聚氨酯中的一种或者多种。材料可以是导管、薄膜和器械等形态。清洗医用聚氨酯材料表面以除去表面吸附的杂质，真空干燥。超声清洗频率在30KHZ?80KHZ，干燥温度在30?70°C。
[0026]步骤二、通过臭氧对洁净的医用聚氨酯材料表面进行活化处理，目的在于聚氨酯表面获得足够表面反应的过氧化基团等活性反应位。控制臭氧活化处理的时间和浓度(或者强度)，不破坏材料自身的结构。臭氧浓度为20?50mg.L \活化时间为20?60min。
[0027]步骤三、将步骤二活化处理后的医用聚氨酯材料置于磷酸胆碱溶液反应溶液中，该接枝反应是在温和的水溶液体系中，加热搅拌、氮气保护(无氧)的情况下进行。反应过程需要让聚氨酯材料与反应溶液充分接触。通常，磷酸胆碱溶液浓度为lwt%?10被％，反应温度为30?70°C，接枝反应时间为6?24h。为提高接枝率和反应效率，加入适量的阻聚剂，如苯二酚、氯化亚铜、硫酸亚铁铵或三氯化铁等，防止均聚物的产生。
[0028]步骤四、将接枝反应后的医用聚氨酯材料使用30?70°C的蒸馏水洗涤2?24h，1?2h更换一次蒸馏水，之后用乙醇超声清洗0.2h?lh。清洗干净后置于真空干燥箱中，干燥温度30?70°C，干燥时间2?24h，获得表面进行磷酸胆碱修饰的医用聚氨酯材料。
[0029]以下实施例涉及的甘油磷酸胆碱、培化磷脂酰乙醇胺(MPEG2000-DSPE)购于苏州东南药业股份有限公司。
[0030]以下实施例涉及的聚氨酯薄膜材和聚氨酯导管材料由于其憎水性，接枝前的水接触角为95.93±2°。
[0031]实施例1
[003