CN101570582B - 一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，通过如下方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得多醛基海藻酸钠，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体，通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体上的端氨基与多醛基海藻酸钠上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺低聚体引入多醛基海藻酸钠，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠，本发明还公开了上述聚合物的制备方法和应用，该聚合物具有生物相容性、水溶性、电活性及可降解性等优点，其制备方法工艺简单、易于控制，并可将其应用于可注射组织工程支架材料领域或制造需要电活性生物医用装置中。

Description

一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等导电聚合物用作组织工程支架方面的潜在可能被广泛地探索。研究证明，聚吡咯、聚苯胺等导电聚合物具有良好的生物相容性、能传递电信号、能促进细胞尤其是电刺激响应细胞的粘附、增殖和分化。Schmidt等在聚吡咯支架上培养PC12神经细胞，结果证明电刺激可以加快神经生长因子诱导的神经细胞分化。随后，他们又将功能性肽分子引入氯掺杂的聚吡咯表面，结果证明可促进神经重建和血管生长等过程。Rivers等先合成了吡咯-噻吩-吡咯齐聚物，然后用酯键将其连接起来，形成可生物降解的导电嵌段共聚物(BECP)。他们在其表面培养人成神经瘤细胞(human neuroblastoma cell)，结果证明材料无细胞毒性，细胞能粘附在材料表面，1d后神经轴突迅速伸展，8d后细胞增殖显著。Hu等将双羧基封端的苯胺五聚体通过碳二亚胺化学偶联于壳聚糖分子链上，制备了溶于酸性水溶液、可降解的电活性聚合物。将鼠的PC12神经细胞种植于材料表面后发现，苯胺改性的壳聚糖比纯的壳聚糖有更强的诱导细胞分化的能力。Li等将不同浓度的樟脑磺酸掺杂的聚苯胺和明胶共混后经电纺丝制成纳米纤维。在此纤维膜上培养H9c2鼠心肌细胞，20h后细胞在纤维表面铺展，1w后细胞形成单层融合，表明苯胺改性的明胶材料具有促进心肌细胞粘附、铺展、迁移、分化并汇集成细胞单层的能力，在心肌组织工程中有潜在的应用前景。

尽管导电聚合物用作体外组织工程支架材料方面的研究很多，但用作体内可注射组织工程支架材料的却很少。原因在于，可注射组织工程的支架材料必须具有生物可降解性、水溶性。而常见的导电聚合物，如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔等在大多数普通溶剂特别是水中的溶解性很差，无生物降解性。绝大多数有机溶剂均具高度毒性，而即使很低浓度的毒性试剂渗漏到体液中都将造成灾难性的后果，因此这些体系用做组织工程支架时存在潜在的安全隐患。材料的不可降解导致它不能通过肾脏清除，只能长期存留在体内。而材料在体内的长期存留易诱发慢性炎症，存在最后需外科手术取出的危险。为了解决导电聚合物的降解问题，Rivers、Hu和Huang等成功地将苯胺、吡咯、噻吩等的低分子量齐聚物引入可降解的聚合物，让材料保留一定的导电活性，同时达到生物降解的目的，但均达不到生理条件下水溶的要求。

由于可注射组织工程支架材料可用最小的介入手术填充任何形状和大小的空腔，具有易于操作、塑型方便、手术难度低、手术创伤小，能最大限度减少病人痛苦、感染危险、疤痕形成和治疗费用的优点。并且由于未使用时是液态，可跟活性细胞、生物活性分子、治疗药物等均匀混合后再注入固化。因此，从临床的观点看，可注射聚合物支架具有诱人的前景，尤其是对再生骨和软组织。因此，制备具有良好的水溶解性、生物降解性的导电聚合物体系，以用作可体内植入的生物医用材料是一项非常重要和具有挑战性的任务。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，该聚合物具有生物相容性、水溶性、电活性以及可降解性等优点。

本发明的目的还在于提供上述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，该方法该制备方法工艺简单、易于控制。

本发明的目的还在于提供上述具有水溶性和生物降解性的电活性的聚合物在作为可注射组织工程支架材料或制造需要电活性的生物医用装置中的应用。

为达到本发明的第一个目的，本发明提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，通过如下方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得多醛基海藻酸钠MASA，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂，通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂上的端氨基与多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠OA-MASA，其结构式如下：

其中，OA的结构式为

MASA的主体结构式为

MASA的完整结构式为

为达到本发明的第二个目的，本发明提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法：包括以下步骤：

(1)采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制备得到多醛基海藻酸钠；

(2)采用氧化偶联的方法制备本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体；

(3)通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体上的端氨基和多醛基海藻酸钠上的醛基反应，将苯/胺封端苯胺低聚体引入多醛基海藻酸钠，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

其中，

上述步骤(1)中高碘酸钠与海藻酸钠单体单元的摩尔百分比为0.05～0.8。

上述步骤(1)和步骤(3)中多醛基海藻酸钠的氧化程度即被氧化的海藻酸钠单体单元占总的海藻酸钠单体单元的摩尔百分比为5～40％。

上述步骤(2)和步骤(3)中全还原态苯/胺封端苯胺低聚体为苯胺三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体或八聚体中的一种或几种的混合物。

上述步骤(3)中苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠的具体制备过程为：

(a)取制备的多醛基海藻酸钠溶于蒸馏水中，再加入二甲基亚砜，蒸馏水和二甲基亚砜的体积比1.5～1∶1，搅拌均匀得溶液A；

(b)取制备的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体溶于N，N-二甲基甲酰胺中得溶液B，取溶液B缓慢滴入溶液A中，在室温～50℃水浴、氮气保护下，搅拌反应4～24h，过滤，然后倒入冰乙醇中搅拌混匀，密封后于-20～0℃静置过夜；

(c)将静置液离心后，弃去上清液，将沉淀物真空干燥，再溶于蒸馏水中，抽滤除去沉淀，将滤液醇沉，过滤，真空干燥后即可得到苯胺多聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

上述步骤(b)中溶液B中的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体与溶液A中的多醛基海藻酸钠上的醛基的摩尔百分比为0.05～0.8。

本发明所述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物在作为可注射组织工程支架材料或制造需要电活性的生物医用装置中的应用。

本发明采用苯胺低聚体修饰多醛基海藻酸钠制备电活性聚合物的原因是：

(1)海藻酸钠是从褐藻中提取的一种天然多糖，因具有良好的生物相容性且价格低廉而被广泛应用在食品、药物和组织工程等领域；但研究表明海藻酸钠本身的降解速率很低，用二价钙离子交联后所形成凝胶的降解方式不可控制，降解产物分子量偏高，很难从体内清除。将海藻酸钠部分氧化即可解决降解方面的问题，且不影响生物相容性，其上的醛基对氨基的反应活性极高，可用作偶联剂，将所需要的含氨基的分子引入；或用作交联剂，交联蛋白质如明胶等形成水凝胶。

(2)与聚吡咯、聚噻吩等相比，聚苯胺具有较高的电导率、较好的环境稳定性、原料易得、合成方法简便、端基为可与醛基反应的氨基等优点；聚苯胺的高聚物及低聚物已被证明具有良好的生物相容性、能传递电信号、能促进细胞的粘附、增殖和分化，并已被用作组织工程支架材料，但它的非水溶性且不可降解限制了在体内的应用。研究证明，导电高分子的低聚物能被肾脏清除，因此将导电高分子的低聚物引入可降解、可水溶的生物大分子后，不仅保留其电活性，而且可水溶、可降解、降解后的碎片能被肾脏清除。另外，接枝时，苯胺低聚体上的端氨基和醛基反应形成了C＝N结构，形成MASA-C＝N-OA的结构，使低聚物的共轭链更长，电活性应更好。

本发明的有益效果是：

(1)本发明制备的聚合物具有生物相容性、水溶性、电活性和可生物降解性等特点；

(2)本发明制备方法工艺简单、易于控制；

(3)本发明制备方法将苯胺低聚物引入多醛基海藻酸钠，得到了一种同时具备生物相容性、水溶性、可降解性等优点的电活性聚合物；

(4)本发明方法制备的聚合物用作需要电活性的生物医用装置，或组织工程支架材料，尤其适用于电刺激响应性细胞或组织的修复和再生医学中，它使支架材料具有电活性或电刺激响应性，为组织的生长提供一个生物电环境，最终达到促进组织再生和修复的作用。

附图说明

图1是海藻酸钠SA、多醛基海藻酸钠MASA、中间氧化态的苯胺四聚体TA、苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT的紫外-可见光光谱图；

图2是TA的吸光度-浓度曲线图；

图3是MT的吸光度-浓度曲线图。

具体实施方式

以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

1、样品

本实施例提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，通过如下的方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得多醛基海藻酸钠MASA，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺四聚体，将本征态苯/胺封端苯胺四聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺四聚体TA-NH₂，通过全还原态苯/胺封端苯胺四聚体TA-NH₂上的端氨基与多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺四聚体TA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠TA-MASA，其结构式如下：

其中，TA的结构式为

MASA的主体结构式为

MASA的完整结构式为

2、样品制备

本实施例提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制备得到多醛基海藻酸钠；

其中，高碘酸钠与海藻酸钠单体单元的摩尔比为0.05～0.8，关于多醛基海藻酸钠MASA的制备方法，可参考专利号为200610036842.8的专利中已公开的制备方法。

(2)以苯胺二聚体为起始单体，采用氧化偶联的方法制备全还原态苯/胺封端的苯胺四聚体TA-NH₂，其具体制备过程为：

(I)首先将5.5g(30mmol)的4-氨基-二苯胺溶于250mL冰冷的丙酮和200mL 2mol/L的冰冷的盐酸混合液中，冰-盐浴下降温至0℃，另将5.5g(24mmol)的过硫酸铵溶于冰冷的50mL水/丙酮＝1/1(V/V)混合液中，缓慢滴加到4-氨基-二苯胺溶液中(60drops/min)，滴完后于0℃继续强烈搅拌4～5h，3000r/min离心10min，倾去上清液，再分别加入1M的盐酸、丙酮、水各离心(5min)洗涤1次，将沉淀转移至烧杯中，加入300mL 0.5M的氨水溶液磁力搅拌过夜；

(II)离心除去氨水溶液，用蒸馏水离心(5min)洗涤3次后，以G4玻璃砂芯漏斗过滤，用蒸馏水洗至中性，再用丙酮浸泡洗涤，抽干后于40℃真空干燥，得到3.9g处于中间氧化态的紫色粉末；

(III)将紫色粉末悬浮于250mL无水乙醇中，然后加入10mL无水苯肼并伴以磁力搅拌反应2h，真空抽滤，并以冷乙醇冲洗3次，得到浅蓝色固体；

(IV)随后该固体悬浮于含有1mL苯肼的乙醇(700mL)中加热回流30min，冷却后加入约2.5g活性炭，继续加热回流30min，然后进行热过滤，滤液在冰浴中冷却，真空抽滤并以50mL冰乙醇冲洗后立刻进行真空干燥，得到3.1g浅灰色全还原态的TA-NH₂。

(3)通过全还原态苯/胺封端苯胺四聚体TA-NH₂上的端氨基和多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将苯/胺封端苯胺四聚体TA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT。

苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT的具体制备过程为：

(a)将0.8g氧化程度为38％的多醛基海藻酸钠MASA，溶于10ml蒸馏水，再加入8ml二甲基亚砜(DMSO)，磁力搅拌下混合混匀得溶液A；

(b)再将全还原态TA溶于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中形成0.2g/mL的溶液B，将适量溶液B缓慢滴入溶液A中，满足溶液B中的全还原态苯/胺封端苯胺四聚体与溶液A中的多醛基海藻酸钠上的醛基的摩尔比为0.05～0.8，在50℃水浴、氮气保护下，搅拌反应24h；

(c)将反应混合物过滤，然后倒150ml冰乙醇于剧烈搅拌着的滤液中，密封后于-20℃静置过夜，第二天将溶液以3000rpm离心7min，倾去上清液，沉淀于40℃真空干燥6h，再用20ml蒸馏水溶解，过滤除去沉淀，滤液用200mL冷乙醇沉淀，过滤，40℃真空干燥即可得到样品。

3、样品测试

3.1样品的紫外-可见光光谱分析

将海藻酸钠SA、多醛基海藻酸钠MASA、苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT用蒸馏水配成溶液(pH＝5.0)，中间氧化态的TA用DMF配成溶液后，用紫外分光光度计(Lambda 35 UV/Vis Spectrometer，Perkin Elmer公司)进行紫外-可见光谱测试，得到的紫外-可见光谱图见附图1。

由图1可见，SA、MASA在200～900nm的波长范围无紫外吸收；TA在327nm及590nm出现2个吸收峰，前者与苯环中的π-π^*跃迁有关，后者与从苯环到醌环的激子跃迁有关；MT在303nm处出现四聚体苯环中的π-π^*跃迁峰，590nm处的激子跃迁峰消失，在430nm和800nm处新出现2个吸收峰，这2个峰是TA被质子酸(海藻酸，pH＝5.0)掺杂后，分子链上H⁺与N原子结合所形成的价电子被分配到整个分子链上形成共轭后的π电子跃迁峰，此结果与Hu等报道的，将苯胺五聚体接枝在壳聚糖上，将其用盐酸掺杂后所得到的紫外-可见光谱图一致。说明苯胺四聚体被成功地接枝在多醛基海藻酸上，其共轭链结构并未被破坏，并可以被质子酸掺杂，使接枝聚合物具电活性。TA的接枝机理也可以从理论上证明这一点：接枝时，TA上的端氨基和醛基反应形成了C＝N结构，使其共轭链更长，电活性应更好。

3.2MT中接枝TA质量浓度的测定

分别配制系列TA(溶剂为DMF溶液)、MT(溶剂为水，pH＝7.4)的标准溶液，用紫外分光光度计测定溶液在最大吸收波长(分别为327nm和303nm，为苯胺四聚体苯环π-π^*跃迁峰)处的吸光度，绘制吸光度-浓度标准曲线(见附图2和附图3)。

由图2-3可见，两者的吸光度均随浓度线性增加，直线的r值分别为1和0.99921，根据标准曲线，可计算出两条直线的斜率P_TA＝A/C_TA、P_MT＝A/C_MT(P为标准曲线的斜率，A为吸光度，C为质量浓度，单位为μg/mL)。由此可计算出MT中接枝TA的质量浓度(wt％)，wt％＝C_TA/C_MT×100％＝P_MT/P_TA×100％。

当投料比(TA-NH₂与MASA上醛基的摩尔浓度比)×100％分别为10％、20％、30％、60％时，MT中接枝TA的质量浓度分别为3.51％、9.34％、12.68％、21.07％。这说明TA可被接枝到MASA上，且通过调节投料比可控制接枝的量。

4、涉及的化学反应式

本实施例上述反应中涉及到的化学反应式如下：

多醛基海藻酸钠的制备

全还原态苯胺四聚体TA-NH₂的制备

全还原态苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT的制备

5、样品的应用

上述苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT在可注射组织工程支架材料中的应用。

将上述反应制备的苯胺四聚体修饰的多醛基海藻酸钠MT与明胶或多醛基海藻酸钠或海藻酸钠中的一种或几种复合制备得复合材料应用于可注射组织工程材料。

实施例2

本实施例提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，通过如下的方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得多醛基海藻酸钠MASA，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺四聚体TA-NH₂，将苯胺四聚体加入含有氯化铁的苯肼中制备得全还原态苯/胺封端的苯胺八聚体OcA-NH₂，通过全还原态苯/胺封端苯胺八聚体OcA-NH₂上的端氨基与多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺八聚体OcA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺八聚体修饰的多醛基海藻酸钠OcA-MASA，其结构式如下：

其中，OcA的结构式为

MASA的主体结构式为

MASA的完整结构式为

上述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制备得氧化程度为30％的多醛基海藻酸钠MASA，其中，高碘酸钠与海藻酸钠单体单元的摩尔比为0.05～0.8，关于多醛基海藻酸钠MASA的制备方法，可参考专利号为200610036842.8的专利中已公开的制备方法。

(2)以苯胺二聚体为起始单体，采用氧化偶联的方法制备得全还原态苯/胺封端的苯胺四聚体，还原态苯/胺封端的苯胺四聚体的制备过程同实施例1中样品制备的步骤(2)中的具体步骤(I)～(IV)，在制备的还原态苯/胺封端的苯胺四聚体中加入含有FeCl₃的苯肼进一步反应制备得全还原态苯胺八聚体OcA-NH₂。

(3)将苯胺八聚体OcA-NH₂上的端氨基和多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将OcA引入MASA，得到苯胺八聚体修饰的多醛基海藻酸钠OcA-MASA。

苯胺八聚体修饰的多醛基海藻酸钠OcA-MASA的具体制备过程为：

(a)取制备的氧化程度为30％的多醛基海藻酸钠溶于蒸馏水中，再加入二甲基亚砜，蒸馏水和二甲基亚砜的体积比1.5～1∶1，搅拌均匀得溶液A；

(b)取制备的全还原态苯/胺封端苯胺八聚体溶于N，N-二甲基甲酰胺中得溶液B，取适量溶液B缓慢滴入溶液A中，使溶液B中的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体与溶液A中的多醛基海藻酸钠上的醛基的摩尔比为0.05～0.8，在室温～50℃水浴、氮气保护下，搅拌反应4～24h，过滤，然后倒入冰乙醇中搅拌混匀，密封后于-20～0℃静置过夜；

(c)将静置液离心后，弃去上清液，将沉淀物真空干燥，再溶于蒸馏水中，抽滤除去沉淀，将滤液醇沉，过滤，真空干燥后即可得到苯胺八聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

将上述反应制备的苯胺八聚体修饰的多醛基海藻酸钠与明胶或多醛基海藻酸钠或海藻酸钠中的一种或几种复合制备得复合材料应用于制造需要电活性的生物医用装置中。

实施例3

本实施例提供的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，通过如下的方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得多醛基海藻酸钠MASA，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂，通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂上的端氨基与多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠OA-MASA，其结构式如下：

其中，OA的结构式为

MASA的主体结构式为

MASA的完整结构式为

上述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的具体制备过程，包括以下步骤：

(1)采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制备得到多醛基海藻酸钠；

(2)采用氧化偶联的方法制备本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体；

(3)通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体上的端氨基和多醛基海藻酸钠上的醛基反应，将苯/胺封端苯胺低聚体引入多醛基海藻酸钠，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

其中，步骤(1)中高碘酸钠和海藻酸钠单体单元的摩尔比为0.05～0.8。

步骤(1)中多醛基海藻酸钠的氧化程度即被氧化的海藻酸钠单体单元占总的海藻酸钠单体单元的摩尔百分比为5～40％。

步骤(2)中制备的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体为苯胺三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体和八聚体中的一种或几种的混合物。

步骤(3)中苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠的具体制备过程为：

(a)取制备的多醛基海藻酸钠溶于蒸馏水中，再加入二甲基亚砜，蒸馏水和二甲基亚砜的体积比1.5～1∶1，搅拌均匀得溶液A；

(b)取制备的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体溶于N，N-二甲基甲酰胺中得溶液B，取溶液B缓慢滴入溶液A中，在室温～50℃水浴、氮气保护下，搅拌反应4～24h，过滤，然后倒入冰乙醇中搅拌混匀，密封后于-20～0℃静置过夜；

(c)将静置液离心后，弃去上清液，将沉淀物真空干燥，再溶于蒸馏水中，抽滤除去沉淀，将滤液醇沉，过滤，真空干燥后即可得到苯胺多聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

其中，步骤(b)中溶液B中的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体与溶液A中的多醛基海藻酸钠上的醛基的摩尔比为0.05～0.8。

上述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物在作为可注射组织工程支架材料或制造需要电活性的生物医用装置中的应用。

Claims (8)

1.一种具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物，其特征在于，通过如下方法制备获得：采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制得氧化程度为5～40％的多醛基海藻酸钠MASA，采用氧化偶联的方法制得本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂，通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体OA-NH₂上的端氨基与多醛基海藻酸钠MASA上的醛基反应，将全还原态苯/胺封端苯胺低聚体的OA引入多醛基海藻酸钠MASA，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠OA-MASA，其结构式如下：

其中，OA的结构式为

MASA的主体结构式为

MASA的完整结构式为

2.一种权利要求1所述具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用高碘酸钠氧化海藻酸钠制备得到多醛基海藻酸钠；

(2)采用氧化偶联的方法制备本征态苯/胺封端苯胺低聚体，将本征态苯/胺封端苯胺低聚体还原后获得全还原态苯/胺封端苯胺低聚体；

(3)通过全还原态苯/胺封端苯胺低聚体上的端氨基和多醛基海藻酸钠上的醛基反应，将苯/胺封端苯胺低聚体引入多醛基海藻酸钠，得到苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

3.根据权利要求2所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中高碘酸钠与海藻酸钠单体单元的摩尔比为0.05～0.8。

4.根据权利要求2所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(3)中多醛基海藻酸钠的氧化程度即被氧化的海藻酸钠单体单元占总的海藻酸钠单体单元的摩尔百分比为5～40％。

5.根据权利要求2所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(3)中全还原态苯/胺封端苯胺低聚体为苯胺三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体或八聚体中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求2所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(3)中苯胺低聚体修饰的多醛基海藻酸钠的具体制备过程为：

(a)取制备的多醛基海藻酸钠溶于蒸馏水中，再加入二甲基亚砜，蒸馏水和二甲基亚砜的体积比1.5～1∶1，搅拌均匀得溶液A；

(b)取制备的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体溶于N，N-二甲基甲酰胺中得溶液B，取溶液B缓慢滴入溶液A中，在室温～50℃水浴、氮气保护下，搅拌反应4～24h，过滤，然后倒入冰乙醇中搅拌混匀，密封后于-20～0℃静置过夜；

(c)将静置液离心后，弃去上清液，将沉淀物真空干燥，再溶于蒸馏水中，抽滤除去沉淀，将滤液醇沉，过滤，真空干燥后即可得到苯胺多聚体修饰的多醛基海藻酸钠。

7.根据权利要求6所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(b)中溶液B中的全还原态苯/胺封端苯胺低聚体与溶液A中的多醛基海藻酸钠上的醛基的摩尔比为0.05～0.8。

8.权利要求1所述的具有水溶性和生物降解性的电活性聚合物在制造可注射组织工程支架材料或需要电活性的生物医用装置中的应用。

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