[发明专利]一种仿细胞外层膜结构修饰涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用仿细胞膜外层结构共聚物制备仿细胞外层膜结构涂层 的方法，属于高分子化学与物理及生物医用材料技术领域。

背景技术

随着现代医学的飞速发展，血管支架、传感器、心脏辅助设备等各种 微创介入医疗装置已广泛应用到各种医疗技术中，极大地丰富了现代医学 诊疗手段。然而在临床应用中，现有的装置依然不同程度地存在感染、凝 血、术后组织增生以及其它的免疫副反应，给患者带来极大的痛苦，同时 增加了医疗费用，有时还需要再次手术。目前用于改善植入材料血液相容 性的主要方法有血管内皮化、白蛋白钝化和磷酰胆碱化三种。磷酰胆碱是 组成细胞外层膜基本单元(如卵磷脂、鞘磷脂分子)的亲水端基。细胞生物学 研究表明，细胞外层膜带有等量正、负电荷的卵磷脂，不会激活内源性凝 血途径。因而，人们用各种方法将含磷酰胆碱基团的分子构建在材料表面， 来改善材料的血液相容性。表面接枝方法虽可获得牢固结合的磷酰胆碱表 面，但因接枝过程复杂，接枝密度不高而难以应用；相对而言，涂覆方法 工艺简单、实用性强。然而，这种以物理吸附结合的聚合物涂层，在体内 复杂环境中可能发生溶解、降解等作用而流失；另外，两亲性(亲水、亲油) 聚合物涂层表面通常形成与细胞外层膜结构相反的结构，加之表面结构性 能随自组装过程的条件及组装后的保存环境等因素而衰退，均会影响此类 材料表面性能及相关产品的开发和应用。这些不稳定因素使得仿细胞膜表 面改性方法目前还存在安全隐患。

考虑涂层的血液相容性以及与基底材料结合的稳定性，本发明使用含 磷酰胆碱基团的可聚合单体与有机硅丙烯酸酯可交联单体通过自由基溶液 聚合，合成可交联的仿细胞膜二元共聚物。以此聚合物对金属氧化物及含 活性氢的基材表面进行涂覆，与片基反应后形成共价结合、高表面密度的 磷酰胆碱基团表面。这种新型仿细胞外层膜结构的表面改性方法及技术， 制备工艺简单，涂层的生物相容性良好，对发展我国的生物医用材料产业 将会起到高技术支撑作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种仿细胞外层膜结构涂层的制备方法，以解决 通常的两亲性聚合物涂层不稳定以及形成反细胞外层膜结构的问题，得到 亲水性更强、交联更稳定的仿细胞外层膜结构表面。

利用可交联基团的水解、缩合反应，将含磷酰胆碱基团和烷氧基硅基 团的二元共聚物在含水条件下交联处理，形成仿细胞外层膜结构表面，获 得稳定的亲水性表面，达到对材料进行生物相容性表面改性的目的。

本发明的实现过程如下：

一种仿细胞外层膜结构涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)将结构通式(I)表示的二元共聚物溶于无水极性有机溶剂，得到 浓度为1～10mg/mL的溶液，所述无水极性有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、 乙腈、异丙醇或其混合溶剂；

其中，m和n对应单元的摩尔百分数分别为50～95％和5～50％；R₁、 R₂为H或CH₃；R₃为甲氧基或乙氧基；

(2)用喷涂或浸涂的方法使聚合物在被修饰基材表面形成均匀的涂 层；

(3)涂层真空干燥之后，在重量百分浓度为0.5～5.0％的氨水或挥发 性有机胺水溶液的饱和蒸汽中处理1～72小时，处理温度为20～120℃，得到 交联固定的仿细胞外层膜结构亲水表面，所述的挥发性有机胺选自三乙胺、 三甲胺、乙二胺。

含氨(胺)水溶液的饱和气氛不仅提供了涂层中烷氧基硅基团之间发 生水解反应必须的水分，气氛中的氨(胺)类碱性分子对水解后的硅羟基 之间的缩合交联反应有显著促进作用。相比只在水汽中处理，在含氨(胺) 水溶液的饱和气氛中处理得到交联更彻底的仿细胞外层膜结构表面。含氨 (胺)水溶液浓度过高时，饱和气氛凝结在聚合物涂层表面产生较强碱性， 在加热条件下聚合物易分解，可能失去仿细胞膜结构。因而，氨(胺)水 溶液浓度最好保持在0.5～5.0％。

本发明制备工艺简单、方便，成本低，涂层的血液相容性和稳定性都 良好。在氨水或挥发性有机胺水溶液饱和的蒸汽中处理后得到亲水性更强、 交联稳定的仿细胞外层膜结构表面。

附图说明