两性离子聚合物改性聚氨酯材料及制备方法
【专利摘要】本发明公开了两性离子聚合物改性聚氨酯材料及制备方法，制备方法的步骤为：（1）将磺基甜菜碱降冰片烯聚合物和L-半胱氨酸，加入光引发剂反应得到含有氨基的两性离子聚合物；（2）将步骤（1）获得的产物、异氰酸酯与聚氨酯预聚物或聚氨酯，在含锡催化剂作用下聚合，得到两性离子聚合物改性聚氨酯材料；实验证明本发明的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的方法制备的聚氨酯材料亲水性能高、抗血小板吸附、细胞毒性低，有利于内皮细胞黏附和增殖，具有良好的血液相容性和生物相容性。本发明的方法简单。
【专利说明】两性离子聚合物改性聚氨酯材料及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医用高分子材料【技术领域】，具体涉及到两性离子聚合物改性聚氨酯材料及制备方法。
技术背景
[0002]医用材料通常是指能直接与人的机体接触并发生相互作用，能对细胞、组织和器官进行治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。作为直接用于人体的生物医学材料，需要具有许多优良性能，例如:①生物功能性:根据具体应用环境和用途要求应具有生物功能性，例如，组织工程生物材料要求具有粘附细胞、促进和诱导细胞增殖等生物功能性；②生物相容性，例如血液相容性，细胞毒性低等，③化学稳定性，对于长期植入医用高分子材料要求生物稳定性好。④力学性能和加工成型性，医用材料必须符合医用标准，且具有可塑性，易加工的特点。
[0003]聚氨酯作为一种性能优良的生物医用高分子，具有良好的顺应性、耐磨性、弹性、形状记忆及较好的抗凝血性。聚氨酯医用生物材料分子结构含有软硬段，存在微观相分离，所以聚氨酯材料与生物体之间有着良好的生物相容性，在生物医学方面有着极为广泛的应用，例如人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、人工血管、心脏起博器绝缘线、缝线、医用导管等。人工心脏及心脏辅助装置等血液接触材料对材料性能要求苛刻，尤其是要求必须具有高血液相容性，还没有取得令人满意的临床效果。聚氨酯是一种弹性良好的高分子材料，微孔聚氨酯血管具有良好的水渗透性与天然血管相匹配的顺应性，可以大大减少新内膜增生。在小口径人造血管方面，虽然有各种改性修饰聚氨酯的研究报道，但仍存在再狭窄和血栓形成等缺点，因些提高聚氨酯材料的血液相容性是当今亟待解决问题。
[0004]聚氨酯医用材料血液相容性需要进一步提高，以满足血液接触材料的要求；另外，聚氨酯医用材料亲水性需要`改进，以提高其对内皮细胞粘附，和促进或诱导内皮细胞增殖，这样就能改善其血液相容性和组织相容性。
[0005]近年来，各国研究者提出了表面涂层、化学接枝等方法在材料表面引入两性离子基团，例如通过2-甲基丙烯酰基乙氧化磷酰胆碱(MPC)接枝及其共聚将磷酸胆碱基团引入到材料表面，提高材料的血液相容性。含羧酸甜菜碱基团两性共聚物和磺基甜菜碱基团两性聚合物、共聚物经常用了修饰聚合物，用于提高材料表面亲水性，同时赋予材料表面优异的抗蛋白质吸附能力，以及血液相容性。含羧酸甜菜碱基团两性共聚物已经成为一种有效抗蛋白吸附材料，在生物医用材料方面成为研究热点。甜菜碱基团含有带正电的季铵盐和带负电的羧基团，所以很容易形成水化层，从而具有抗非特异性蛋白吸附、抗血小板吸附以及抗细菌粘附的能力。
[0006]磺基甜菜碱降冰片烯聚合物是最近研究热点之一。
【发明内容】
[0007]本发明的第一个目的是解决现有技术存在的聚氨酯材料亟待解决的血液相容性问题，提供一种两性离子聚合物改性聚氨酯材料。
[0008]本发明的第二个目的是提供一种两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法。
[0009]本发明的技术方案概述如下:
[0010]两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，包括如下步骤:
[0011](I)将磺基甜菜碱降冰片烯聚合物和L-半胱氨酸，加入光引发剂反应得到含有氨基的两性离子聚合物；
[0012](2)将步骤(1)获得的产物、异氰酸酯与聚氨酯预聚物或聚氨酯，在含锡催化剂作用下聚合，得到两 性离子聚合物改性聚氨酯材料；所述磺基甜菜碱降冰片烯聚合物结构为:
[0013]
【权利要求】
1.两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是包括如下步骤: (1)将磺基甜菜碱降冰片烯聚合物和L-半胱氨酸，加入光引发剂反应得到含有氨基的两性尚子聚合物； (2)将步骤(1)获得的产物、异氰酸酯与聚氨酯预聚物或聚氨酯，在含锡催化剂作用下聚合，得到两性离子聚合物改性聚氨酯材料；所述磺基甜菜碱降冰片烯聚合物结构为:
2.根据权利要求 1所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述步骤(1)为:按比例将25-200mg磺基甜菜碱降冰片烯聚合物溶解在5_15mL混合溶剂中制成混合溶液，向混合溶液中加入IO-1OOOmg的L-半胱氨酸,加入光引发剂0.2mg-100mg ;在氮气保护下，300瓦紫外灯下18-50厘米处光照5分钟-2小时反应，得到混合液，将反应混合液经乙醚沉淀得到含有氨基的两性离子聚合物，混合溶剂为体积比为1-3:1的六氟异丙醇和二氯甲烷。
3.根据权利要求1或2所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述光引发剂为二苯甲酮、2，4-二羟基二苯甲酮、米蚩酮、α，α-二乙氧基苯乙酮、α，α - 二甲氧基-α -苯基苯乙酮、安息香、安息香甲醚、安息香二甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚或安息香丁醚。
4.根据权利要求1或2所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述步骤(2)为:将25-300mg步骤(1)获得的产物、20-500mg异氰酸酯与Ig聚氨酯预聚物或聚氨酯，5-30mL N, N-二甲基甲酰胺，在5_50mg含锡催化剂作用下，在80_120°C，聚合反应1-24小时，得到两性离子聚合物改性聚氨酯材料；所述磺基甜菜碱降冰片烯聚合物结构为:
5.根据权利要求1或4所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、2，4 一甲苯二异氰酸酯、2，6 —甲苯二异氰酸酯、3，3’-二甲基_4，4’ -联 苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，5-萘二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4- 二异氰酸酯二环己基甲烷、邻苯二甲基二异氰酸酯、三甲基六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、聚六亚甲基二异氰酸酯或聚(异佛尔酮二异氰酸酯)。
6.根据权利要求1或4所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述聚氨酯预聚物为相对分子质量为5000-30000的聚碳酸酯型聚氨酯预聚物、相对分子质量为5000-30000的聚酯型聚氨酯预聚物或相对分子质量为5000-30000聚醚型聚氨酯预聚物。
7.根据权利要求1或4所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述聚氨酯为相对分子质量为5万-25万的聚碳酸酯型聚氨酯、相对分子质量为5万-25万的聚酯型聚氨酯或相对分子质量为5万-25万的聚醚型聚氨酯。
8.根据权利要求1或4所述的两性离子聚合物改性聚氨酯材料的制备方法，其特征是所述含锡催化剂为辛酸亚锡、辛酸锡、二丁基氧化锡或二月桂酸二丁基锡。
9.权利要求1-8之一的方法制备的两性离子聚合物改性聚氨酯材料。
【文档编号】C08F132/08GK103724595SQ201310718676
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】冯亚凯, 穆萨米尔·卡恩, 杨静, 吕娟, 李茜 申请人:天津大学