CN108715643B - 一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法 - Google Patents

一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体进行自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris‑HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。这种方法制备简单、操作方便，为获得血液相容性优异的仿生粘附涂层提供了一种新的途径。

Description

一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法
技术领域
本发明属于材料表面科学和生物医用高分子材料技术领域，具体涉及一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。
背景技术
壳聚糖具有可降解性、抗菌性、无毒、无刺激、pH响应性等优点(CarbohydratePolymers 2010,79:724-730)，已经被广泛应用于生物医学等领域。越来越多的研究表明：壳聚糖及其衍生物材料可以用于血液净化。壳聚糖分子上的氨基有助于对血液中多种毒素的吸附，可以用于血液灌流材料(高等学校化学学报2002,23:75-77；Journal ofMicroencapsulation 1993,10:475-486)。壳聚糖膜具有高的透析率，选择性和强度，可以用作血液透析材料(Journal of Applied Polymer Science 1992,46:255-261；263-269)。虽然壳聚糖及其衍生物作为血液净化材料具有许多优点，但是也存在着蛋白质吸附，血小板黏附，最终导致凝血，形成血栓等问题，所以提高壳聚糖及其衍生物材料的血液相容性迫在眉睫(Applied Surface Science 2005,241:485-492；Biomaterials 2002,23:2561-2568；Biomaterials 2003,24:3213-3220)。
磷酰胆碱(phosphorylcholine，PC)是组成细胞膜基本单元卵磷脂的亲水端基，是细胞外层膜中的外层官能团，同时带有正、负异种电荷，具有较强的结合水的能力和亲水性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引发血小板激活、导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。近几年来的研究表明，采用磷酰胆碱基团及其聚合物在材料表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的血液相容性。
近年来，采用接枝磷酰胆碱小分子的途径(Carbohydrate Polymers 2007，70:82-88；Biomacromolecules 2007,8:3169-3176；Biomacromolecules 2006,7:3151-3156；Journal of Applied Polymer Science 2003,88:489-493；Polymer International2003,52:81-85；Journal of biomaterials science,Polymer edition 2002,13:501-510；Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 2009,71:268-274)改性壳聚糖，使得壳聚糖的血液相容性显著提高。但是，这些方式往往在材料表面的磷酰胆碱基团的密度不高，限制了其在生物医用材料改性领域的应用和血液相容性的进一步提高。
为此，将含有磷酰胆碱基团的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱二元共聚物(PMA)聚阴离子，与壳聚糖(聚阳离子)进行层层静电自组装，获得了具有仿细胞外层膜结构的涂层表面(Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 2011,85:48-55)。蛋白质吸附和血小板黏附的实验结果表明：改性后表面的血液相容性有了显著提高。鉴于这种改性方法的种种优势，必将为提升生物医用材料的血液相容性提供技术支撑。然而，以物理吸附方式结合在移植器件表面的仿细胞外层膜结构聚合物涂层，在体内复杂环境中难免发生溶解、脱落。为此，Lewis和徐建平等(Biomaterials 2001,22:99-111；Biomaterials 2004,25:3099-3108；European Polymer Journal 2004,40:291-298)分别对含有三甲氧基硅基团和磷酰胆碱基团的聚合物涂层进行了研究。结果表明，涂层中聚合物分子链上三甲氧基硅基团遇水会发生水解、交联，也可与基材表面的活性基团形成共价键，从而使磷酰胆碱类聚合物涂层的稳定性得到显著提高。由此可见，聚合物之间的交联及其与基材表面官能团的反应，是提高磷酰胆碱类聚合物涂层稳定性的关键因素。
然而，该聚合物在合成过程中可交联基团易水解、交联，使得其合成过程条件过于苛刻、难以保存，致使其应用范围受限。Yao等人利用氨基与羧基反应将仿贻贝粘附的多巴胺接枝到含有羧基的磷酰胆碱聚合物上研究在钛合金表面的涂覆，但多巴胺的含量仅为4％，聚合物粘附力较低。为此，Gong等人用活性酯单体的途径合成了多巴胺含量高且可控的磷酰胆碱聚合物，并将其用于聚丙烯、聚四氟乙烯等多种材料表面修饰。Dang等人将含有多巴胺及磷酰胆碱聚合物的八臂PEG用于多种材料表面涂覆修饰。这种仿生粘附方法在一定程度上可以增加涂层的稳定性，但仿蚌类粘附涂层的粘附力不强，稳定性还有待提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。然后将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。本发明的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法简单、操作方便，为获得稳定的具有仿细胞外层膜结构的涂层表面提供了一种新的途径。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；
步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；
步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，并涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)；所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)。
所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，含有环氧的乙烯基单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯，含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐。
步骤一中，溶剂为甲醇和四氢呋喃混合溶剂，引发剂为偶氮二异丁腈，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
步骤二中，溶剂为蒸馏水，引发剂为过硫酸钾，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
步骤三中，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物配制成浓度为1～10mg/mL溶液，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物质量比为(9.5:0.5)～(6:4)，多巴胺为二者质量总和用量的1～8％。
步骤三中，涂覆在壳聚糖膜表面滴涂的体积为10～40μL/cm2/面，并在20～40℃真空干燥24h。
步骤三中，所述的极性溶剂为甲醇或乙醇。
步骤三中，所述的涂层置于Tris-HCl溶液pH值为8～9，加热温度为30～50℃中处理6～20h。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。然后将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，使含有环氧的磷酰胆碱聚合物中环氧与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材时，还与含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基反应交联，同时多巴胺粘附并与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材时，还与含有氨基和环氧的两种磷酰胆碱聚合物中的氨基和环氧反应交联，显著提高涂层稳定性和表面磷酰胆碱基团的密度，即可获得具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。本发明的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法简单、操作方便，为获得稳定的具有仿细胞外层膜结构的涂层表面提供了一种新的途径。本发明的仿细胞外层膜结构涂层将在血液净化，体内植入材料，组织工程，药物缓释及生物传感器等领域具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明壳聚糖膜和改性壳聚糖膜的动态接触角。
图2为本发明壳聚糖膜和改性壳聚糖膜的稳定性。
具体实施方式
本发明一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体(甲基丙烯酸缩水甘油酯)和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体(甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)；所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为(9.5:0.5)～(5:5)。溶剂为甲醇和四氢呋喃混合溶剂(体积比4:1)，引发剂为偶氮二异丁腈，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体(2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐)和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体(甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱)在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；溶剂为蒸馏水，引发剂为过硫酸钾，反应温度为65～80℃，反应时间为20～26h，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，极性溶剂为甲醇或乙醇；含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物配制成浓度为1～10mg/mL溶液，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物质量比约为(9.5:0.5)～(6:4)，多巴胺为二者质量总和用量的1～8％。并涂覆在壳聚糖膜表面，涂覆在壳聚糖膜表面滴涂的体积为10～40μL/cm2/面，并在20～40℃真空干燥24h。涂层置于Tris-HCl溶液pH值为8～9，加热温度为30～50℃中处理6～20h。干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
本发明的最优实施方案为：将含有磷酰胆碱亲水性基团的甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体与含有环氧的甲基丙烯酸缩水甘油酯单体按摩尔比6:4采用溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；同时，将含有磷酰胆碱亲水性基团的甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱单体与2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐单体按摩尔比7.5:2.5采用溶液自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。然后将含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物按质量比7:3，再取多巴胺约为二者用量的3％，溶于甲醇溶剂中混合均匀，然后将其溶液滴凃在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中，在40℃处理15h，即可获得具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
称取12mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和8mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取15mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和5mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比7:3，配制成4mg/mL的甲醇溶液。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为30μL/cm2/面。再在30℃真空干燥24h。之后，置于蒸馏水中在40℃处理15h，使含有环氧的磷酰胆碱聚合物中环氧与壳聚糖膜表面氨基反应的同时，与含有氨基的磷酰胆碱聚合物中氨基反应，依靠磷酰胆碱聚合物中环氧与壳聚糖膜表面氨基的开环反应锚定基材同时，与含有氨基的磷酰胆碱聚合物中氨基的的开环反应交联，将磷酰胆碱基团固定在壳聚糖膜表面，即可制备具有仿细胞外层膜结构的交联仿生涂层(对照样品)。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比7:3，配制成4mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.16mg/mL混合均匀。然后将上述的两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为30μL/cm2/面。再在30℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在40℃处理15h，使含有环氧的磷酰胆碱聚合物中环氧与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材时，还与含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基反应交联，同时多巴胺粘附并与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材时，还与含有氨基和环氧的两种磷酰胆碱聚合物中的氨基和环氧反应交联，显著提高涂层稳定性和表面磷酰胆碱基团的密度，即可获得具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
如图1所示，本实施例经涂层处理的壳聚糖膜与未经涂层处理的壳聚糖膜相比，经涂层处理的壳聚糖的前进角和后退角均有所降低，这是因为亲水性好的磷酰胆碱聚合物通过环氧与壳聚糖表面氨基及含有氨基的磷酰胆碱聚合物中氨基的反应，还通过多巴胺的粘附及锚定作用将磷酰胆碱基团固定在壳聚糖膜的表面，获得具有仿细胞外层膜结构的表面，使得其亲水性显著提高，前进角和后退角明显降低。此外，多巴胺的存在增加了改性壳聚糖膜的亲水性，前进角和后退角都降低。这说明多巴胺增加了壳聚糖膜表面磷酰胆碱基团的密度，所以改性后前进角后退角均有所降低。
如图2所示，本实施例经涂层处理的壳聚糖膜与未经涂层处理的壳聚糖膜相比，经改性处理的壳聚糖膜前进角稳定性较高，这说明亲水性好的磷酰胆碱基团被固定在壳聚糖膜表面。通过处理涂层使含有环氧的磷酰胆碱聚合物中环氧与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材，还与含有氨基的磷酰胆碱聚合物中的氨基反应交联同时，多巴胺粘附并与壳聚糖膜表面氨基反应锚定基材，还与含有氨基和环氧的两种磷酰胆碱聚合物中的氨基和环氧反应交联，将磷酰胆碱基团固定在壳聚糖膜表面，显著提高涂层表面磷酰胆碱基团的密度，可制备结构稳定的具有仿细胞外层膜结构的表面，使得其亲水性显著提高。
实施例2
称取19mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和1mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取10mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和10mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比9.5:0.5，配制成1mg/mL的乙醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.08mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为40μL/cm2/面。再在40℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在50℃处理6h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例3
称取18mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和2mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取11mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和9mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比9:1，配制成2mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.04mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为35μL/cm2/面。再在35℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在45℃处理9h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例4
称取17mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和3mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取12mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和8mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比6:4，配制成5mg/mL的乙醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.15mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为25μL/cm2/面。再在32℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在30℃处理20h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例5
称取16mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和4mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取13mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和7mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比8:2，配制成10mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.3mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为10μL/cm2/面。再在20℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在35℃处理18h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例6
称取14mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和6mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取14mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和6mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比7.5:2.5，配制成8mg/mL的乙醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.24mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为15μL/cm2/面。再在25℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在47℃处理8h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例7
称取10mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和10mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取19mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和1mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比8.5:1.5，配制成6mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.42mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为37μL/cm2/面。再在27℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在38℃处理16h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例8
称取19mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和1mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取17mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和3mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应12h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比6.5:3.5，配制成2.5mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.11mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为27μL/cm2/面。再在37℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8.5中在48℃处理8.5h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例9
称取10mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和1mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，65℃聚合反应20h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取10mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和1mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，65℃聚合反应20h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比9.5:0.5，配制成8mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.5mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为10μL/cm2/面。再在20℃真空干燥20h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝8中在30℃处理6h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
实施例10
称取19mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和4mmol甲基丙烯酸缩水甘油酯，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，体积比为4:1的甲醇和四氢呋喃为溶剂，在氮气保护下，80℃聚合反应20h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000D的透析袋透析，再在-50℃下冷冻干燥，得到含有环氧的磷酰胆碱聚合物。
称取5mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和5mmol 2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐，以0.1mmol过硫酸钾为引发剂，蒸馏水为溶剂，在氮气保护下，80℃聚合反应20h，反应结束后透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含氨基的磷酰胆碱聚合物。
将本实施例制备的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物按质量比6:4，配制成2.5mg/mL的甲醇溶液。然后再加入多巴胺使其浓度约为0.2mg/mL混合均匀。然后将上述的含有环氧的磷酰胆碱聚合物和含有氨基的磷酰胆碱聚合物的混合溶液滴凃在壳聚糖膜表面，滴涂的体积为27μL/cm2/面。再在30℃真空干燥24h。之后，置于Tris-HCl溶液pH＝9中在50℃处理6h，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。
总之，本发明将含有环氧的磷酰胆碱聚合物、含有氨基的磷酰胆碱聚合物和多巴胺混合溶液涂覆在材料表面，以此制备具有仿细胞外层膜结构、血液相容性优异的仿生粘附涂层。本发明将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体通过简单的溶液自由基聚合，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物。将含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体进行自由基聚合，合成含有氨基的磷酰胆碱聚合物。将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺溶于极性溶剂中，涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即可制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层。这种方法制备简单、操作方便，为获得血液相容性优异的仿生粘附涂层提供了一种新的途径。这种仿细胞外层膜结构的改性材料，将在血液净化，体内植入材料，组织工程，药物缓释及生物传感器等领域具有广阔的应用前景。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、在氮气保护下，将含有环氧的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含有环氧的磷酰胆碱聚合物；
所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有环氧的乙烯基单体摩尔比为（9.5:0.5）～（5:5）；
溶剂为甲醇和四氢呋喃混合溶剂，引发剂为偶氮二异丁腈，反应温度为65~80℃，反应时间为20~26 h，
步骤二、在氮气保护下，将含有氨基的乙烯基单体和含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体在引发剂的作用下进行自由基溶液聚合反应，合成含氨基的磷酰胆碱聚合物；
所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体与含有氨基的乙烯基单体摩尔比为（9.5:0.5）～（5:5）；
溶剂为蒸馏水，引发剂为过硫酸钾，反应温度为65~80℃，反应时间为20~26 h；
步骤三、将两种磷酰胆碱聚合物和多巴胺用极性溶剂溶解，并涂覆在壳聚糖膜表面，干燥后置于Tris-HCl溶液中加热处理，即制备具有仿细胞外层膜结构的仿生粘附涂层；
步骤三中，所述的极性溶剂为甲醇或乙醇；
含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物配制成浓度为1～10 mg/mL溶液，含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物质量比为（9.5:0.5）～（6:4），多巴胺为二者质量总和用量的1～8%；
所述的涂层置于Tris-HCl溶液pH值为8~9，加热处理温度为30～40℃，处理时间6～20h；
所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体为甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱，含有环氧的乙烯基单体为甲基丙烯酸缩水甘油酯，含有氨基的乙烯基单体为2-氨乙基甲基丙烯酸酯盐酸盐。
2.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，步骤一中，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
3.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，步骤二中，用截留分子量为7000的透析袋进行透析，在-50℃下冷冻干燥。
4.根据权利要求1所述的一种环氧与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法，其特征在于，步骤三中，涂覆在壳聚糖膜表面滴涂的体积为10～40 μL/cm2/面，并在20～40℃真空干燥24 h。
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