[发明专利]一种制备用于吸附致病因子的纤维素材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫外光接枝改性制备用于吸附致病因子的纤维素材料的方法，属于生物医学材料与血液净化领域。

背景技术

纤维素是自然界最丰富、价廉和可再生的生物分子。纤维素从结构上来看，是由D-葡萄糖以β-1,4-糖苷键组成的大分子多糖，每个脱水葡萄糖单元上的羟基位于C-2,C-3和C-6位置，具有典型的伯醇和仲醇的反应性质，可以经过一系列的化学改性，制取不同用途的功能高分子材料。因此世界各国都十分重视对纤维素的研究与开发。

纤维素的一个项重要应用就是纤维素吸附剂，其研制和应用始于50年代初，目前国内外已有多种品牌和系列的纤维素商品出售。由于制备手段的局限，市售的纤维素吸附剂大多为粉状或微粒状，而且孔结构不太好，很大程度上制约了其使用范围。而球形纤维素吸附剂正好弥补了现有纤维素商品的缺点，可以控制孔度、粒度，具有比表面大、通透性能和力学性能好等优点，易于处理并适合柱上操作，并可用来分离纯化细菌α-淀粉酶、制备和分离手性化合物、纯化叶绿体DNA、吸附金属离子、分离过渡金属离子、回收贵重金、放射性金属的富集，分析血液成分、去除血浆中的抗原、吸附血清蛋白。特别是近年来，随着血液净化技术的发展，尤其是危重疾病治疗时，要求进行全血灌流的需求越来越紧迫，人们对生物相溶性好的纤维素材料需求迫在眉睫，因此有关球形纤维素的制备和应用的研究引起国内外很多科研工作者的兴趣。疾病的多样化，其潜在原因在于致病因子的多样化，因而对用于血液净化的纤维素材料的功能又提出了多样化的要求，以适应治疗不同疾病的需要。

影响纤维素应用最大的障碍之一是纤维素的溶解性较低，目前已经开发了多种方法溶解纤维素，如粘胶法；铜氨法；有机或无机溶剂溶解法如采用二甲亚矾一氮氧化物(US3236669,1966),ZnCl2水溶液(US5290349,1994)，LiCl/DMAc(US4302252,1981)，N-甲基氧化吗琳（NIMO)(US2179181,1939;GB1144048,1967;US4246221,1981)，NaOH水溶液法(JP1777283,1983;US4634470，必须使用经蒸汽爆破处理过的木浆纤维素，聚合度低于250)；尿素-纤维素高温反应生成纤维素氨基甲酸酯，然后直接溶解在稀碱液中得到纺丝液(FI61003;FI62318；US4404369)；氢氧化钠/尿素体系溶解法（CN101037479B）等。这些方法均侧重于纤维素的溶解。实际上如果能够在纤维素改性的基础上增强纤维素的溶解性和溶解后的稳定性，则更有利于纤维素材料的进一步应用。

纤维素改性是在保留纤维素固有的优点不被破坏的同时又赋予其新的性能的一类方法的总称。纤维素接枝共聚是其中的一类重要的改性方法，主要分为离子型共聚及缩聚，开环聚合与自由基聚合等形式。

离子型接枝共聚纤维素可分为阳离子或阴离子引发接枝共聚。阳离子引发接枝是采用BF₃或TiCl₄等金属卤化物和微量的催化剂（如痕量的水或盐酸），通过形成纤维素正碳离子而进行接枝共聚。而阴离子引发接枝则是根据Michael反应原理，使纤维素与氨基钠、甲醇碱金属盐等作用形成醇盐，再与乙烯基单体反应，所用单体有丙烯腈、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯腈等。接枝共聚时的溶剂为液氨、四氢呋喃或二甲亚砜。离子型共聚法的缺点是需在无水介质中进行，另外在碱金属氢氧化物存在下纤维素可能发生降解，故此在接枝共聚合成中所占比例较少。

纤维素还可通过缩聚与开环聚合进行接枝；许多环状单体（如环氧化物、表硫醚、环亚胺或内酰胺等），可通过纤维素上的活泼羟基，或纤维素轻微氧化生成的羧基或羰基，引发开环反应而生成接枝共聚物。

自由基接枝聚合在纤维改性方面应用较早，自由基的形成可通过引发剂的链转移反应、能量辐射或机械应力等物理方法、以及采用氧化还原体系或引发剂的化学活化法获得，但上述方法也存在引发效率低，或容易损伤纤维素基材，或反应难以控制等不足。而对于紫外光引发自由基接枝聚合，这种简单易行，对纤维素材料损伤小，反应相对易于控制的方法，则在纤维素的改性中鲜有报道。

发明内容

本发明提供一种紫外光接枝改性纤维素制备用于吸附致病因子的纤维素材料的方法。经上述方法改性后的纤维素一方面提高了溶解性，另一方面能够通过该方法在纤维素上引入功能性聚合物，有助于提高其机械强度，能用于制备用于吸附血浆中各种致病因子吸附的材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明的紫外光接枝改性纤维素制备用于吸附致病因子的纤维素材料的方法，它包括如下步骤：