[发明专利]一种两性离子共聚物、制备方法及利用其构建涂层的方法

说明书

本发明提供一种两性离子共聚物，如式(Ⅰ)所示，所述共聚物通过自由基聚合制备；利用所述两性离子共聚物构建涂层的方法，包括以下步骤：配制pH为6～9的多巴胺盐酸盐溶液；将待改性的基体材料浸入所述多巴胺盐酸盐溶液中，在所述基体材料表面构建聚多巴胺介导层；对两性离子共聚物进行活化得到活化的两性离子共聚物溶液，将所述活化的共聚物溶液喷涂或浸涂在所述含聚多巴胺介导层的基体材料表面构建两性离子共聚物涂层。所述构建涂层的方法具有条件温和、无金属催化剂等优点，构建的涂层稳定性好、亲水性和抗污染能力强、使用寿命长，同时对细菌、蛋白质等生物污染具有良好的抗生物污染性能。

技术领域

本发明涉及高分子合成及基材表面改性技术领域，具体是一种两性离子共聚物、制备方法及利用其构建涂层的方法。

背景技术

近年来，生物医用材料及装置在临床应用中由于蛋白质、细胞、细菌等生物污染引起的炎症、凝血、感染等一系列问题严重限制了此类材料及装置的临床应用。对现有生物医用材料进行表面改性，即通过控制界面来实现材料的抗生物污染是一种简单易行的解决现有生物材料表面的生物污染问题的方法。

改善材料的生物相容性一般是通过在材料表面构建亲水聚合物或亲水基团，提高材料表面亲水性，使材料表面形成水化层，利用水化层与体内蛋白质、细胞、细菌等之间的排斥作用来实现的。改善材料生物相容性最常用的亲水聚合物或亲水基团是聚乙二醇(PEG)、两性离子基团及两性离子聚合物。

PEG具有较大的体积排阻效应，良好的亲水性和柔顺性，通过形成超强的水和层有效阻止蛋白质等生物污染物接触材料表面，表现出优异的抗非特异性蛋白吸附效果。PEG涂层的性能与其在基材表面的覆盖密度密切相关的，单链PEG修饰的材料表面难以达到较高的表面覆盖率。多臂PEG的支化的结构可实现高的表面密度，能有效提高涂层的抗生物污染能力。

常见的两性离子如磷酰胆碱(Phosphorylcholine,PC)、羧酸甜菜碱(Carboxybetaine,CB)、磺酸甜菜碱(Sulfobetaine,SB)等，由于带有等量正、负电荷而显电中性。上述两性离子基团或聚合物可以结合大量的水分子形成一层水合层，表现出良好的生物相容性及抗污作用。用这些两性离子基团或是含这些两性离子基团的聚合物对材料表面进行亲水改性后，材料表面显示出优异的生物相容性。可用来构建亲水涂层的方法有：

(1)利用三甲氧基硅与基材表面的羟基反应，直接将共聚物固定在基材表面或将引发剂固定在基材表面后，运用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)构建亲水涂层；

(2)利用金(Au)与巯基或双硫(-S-S-)键的反应，将引发剂固定在Au表面后，运用SI-ATRP构建亲水涂层；

(3)利用多巴胺的万能粘附作用，将多巴胺固定在基材表面后，通过共沉积、加成反应、氨基与活性酯的反应等方法构建亲水涂层；

(4)利用光聚合构建亲水涂层。

但是，上述构建涂层的方法不同程度的存在涂层稳定性差、定量困难、所用共聚物的纯化步骤复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种两性离子共聚物和制备方法；

本发明的另一目的在于提供一种利用上述两性离子共聚物构建涂层的方法。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：

一种两性离子共聚物，所述共聚物如式(Ⅰ)所示：

其中，所述R为两性离子基团，所述R₁为H或甲基，所述R₂为H或甲基；x为1～50的整数；m为1～30的整数，n为10～50的整数，m：n为20:1～1:20。

优选的，所述两性离子基团R为式(1)～式(3)中的至少一种：