CN111793399B - 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法 - Google Patents

一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111793399B
CN111793399B CN202010704010.9A CN202010704010A CN111793399B CN 111793399 B CN111793399 B CN 111793399B CN 202010704010 A CN202010704010 A CN 202010704010A CN 111793399 B CN111793399 B CN 111793399B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phosphorylcholine
amino
carboxyl
polymer
catechol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN202010704010.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111793399A (zh
Inventor
张亚刚
周安宁
张亚婷
贺新福
杨志远
李文英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Coal Geology Group Co ltd
Xian University of Science and Technology
Original Assignee
Shaanxi Coal Geology Group Co ltd
Xian University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Coal Geology Group Co ltd, Xian University of Science and Technology filed Critical Shaanxi Coal Geology Group Co ltd
Priority to CN202010704010.9A priority Critical patent/CN111793399B/zh
Publication of CN111793399A publication Critical patent/CN111793399A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111793399B publication Critical patent/CN111793399B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D143/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium, or a metal; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D143/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/08—Materials for coatings
    • A61L31/10—Macromolecular materials
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L31/00—Materials for other surgical articles, e.g. stents, stent-grafts, shunts, surgical drapes, guide wires, materials for adhesion prevention, occluding devices, surgical gloves, tissue fixation devices
    • A61L31/14—Materials characterised by their function or physical properties, e.g. injectable or lubricating compositions, shape-memory materials, surface modified materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/04—Acids; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C08F220/06—Acrylic acid; Methacrylic acid; Metal salts or ammonium salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10—Esters
    • C08F220/34—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F230/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal
    • C08F230/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing phosphorus, selenium, tellurium or a metal containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/04—Reduction, e.g. hydrogenation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1656—Antifouling paints; Underwater paints characterised by the film-forming substance
    • C09D5/1662—Synthetic film-forming substance
    • C09D5/1668—Vinyl-type polymers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2400/00—Materials characterised by their function or physical properties
    • A61L2400/18—Modification of implant surfaces in order to improve biocompatibility, cell growth, fixation of biomolecules, e.g. plasma treatment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2420/00—Materials or methods for coatings medical devices
    • A61L2420/02—Methods for coating medical devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2369/00—Characterised by the use of polycarbonates; Derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2443/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and containing boron, silicon, phosphorus, selenium, tellurium or a metal; Derivatives of such polymers
    • C08J2443/02—Homopolymers or copolymers of monomers containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法，该方法：通过自由基聚合反应得到含有氨基的磷酰胆碱聚合物、含有羧基的磷酰胆碱聚合物；然后将3,4‑二羟基苯甲醛接枝到含有氨基的磷酰胆碱聚合物上，经过还原制备得到含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物；将含有羧基的磷酰胆碱聚合物和含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物溶于极性溶剂得到仿生涂料；将涂料涂覆于需要改性的材料表面，经晾干、热处理、洗涤实现对材料的表面改性。本发明方法操作简便、实用性强、适用面广，制备所得的仿生涂层具有良好的生物相容性及稳定性。本发明方法适用于血液净化、体内植入材料、组织工程、药物缓释及生物传感器等领域。

Description

一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备 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，具体涉及一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法。
背景技术
提高生物医用高分子材料的生物相容性是开发生物材料的一个研究重点。将良好生物相容性的物质引入到材料表面是改善材料与生物体之间的相互作用，提高材料生物相容性的一种简便而有效的途径。
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,可以与水分子形成非常牢固的水合层。这种性质使富含磷酰胆碱基团的材料表面不易吸附及沉集蛋白质、脂质体等生物体成分,表现出良好的生物体相容性。
近几年，有研究将含磷酰胆碱基团的聚合物通过接枝、涂覆等方法引入到材料表面，以提高材料的生物相容性。然而，研究发现，接枝法中表面磷酰胆碱基团的接枝密度有限，难以达到足够的磷酰胆碱基团密度及满意的使用性能；涂覆法的简单物理涂覆层在复杂的生理环境中易发生溶解、降解，甚至脱落。
针对涂覆法涂层稳定性差的问题，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，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，但是，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、使用受限。此外，有研究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，然后将其涂覆于钛合金表面进行表面改性，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。因此，迫切需要研发一种操作简便、实用性强、适用面广的表面改性方法，制备所得的仿生涂层具有良好的生物相容性及稳定性。
发明内容
为解决现有技术中存在的以上不足，本发明旨在提供一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法，该方法操作简便、实用性强、适用面广，采用该方法制备所得的仿生涂层具有良好的生物相容性及稳定性。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法，其制备过程包括依次进行以下步骤：
S1、含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体分别与含有氨基的乙烯基单体、含有羧基的乙烯基单体反应，分别反应制得含有氨基的磷酰胆碱聚合物、含有羧基的磷酰胆碱聚合物；
S2、通过希夫碱反应，将3,4-二羟基苯甲醛接枝到含有氨基的磷酰胆碱聚合物上，经过还原，合成含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物；
S3、将含有邻苯二酚、氨基磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物溶于极性溶剂中，制得含磷酰胆碱聚合物的仿生涂料；
S4、将所述含磷酰胆碱聚合物的仿生涂料涂覆于需要改性的材料表面，晾干后置于Tris-HCl溶液中加热处理，再经洗涤，即可在需要改性材料的表面制备具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层。
作为本发明的一种限定：
步骤S1中，所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体和含有氨基的乙烯基单体摩尔比为3:7～9:1；含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体和含有羧基的乙烯基单体摩尔比为3:7～9:1。
作为本发明的进一步限定：
步骤S1中，所述含有氨基的磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物的制备过程，所用溶剂为乙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6000～8000的透析袋进行分离提纯。
作为本发明的再进一步限定：
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单体，含有氨基的乙烯基单体为甲基丙烯酸 2-氨基乙基酯单体，含有羧基的乙烯基单体为甲基丙烯酸单体。
作为本发明的更进一步限定：
步骤S2中，含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物制备方法为：将含有氨基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇中得到聚合物溶液，在非活性气体氛围、35～45℃、搅拌条件下，向反应器中加入所述聚合物溶液，预热，然后加入3,4-二羟基苯甲醛，搅拌反应10～15h，然后加入还原剂进行还原，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000的透析袋在pH值为3～4的盐酸水溶液中透析，将透析后的样品在-50℃下冷冻干燥，即可制得。
作为本发明的更进一步限定：
步骤S2中，含有氨基的磷酰胆碱聚合物与3,4-二羟基苯甲醛的质量比为1:1～4:1。
作为本发明的更进一步限定：
步骤S2中，还原剂与3,4-二羟基苯甲醛的摩尔比为3:1～8:1。
作为本发明的更进一步限定：
步骤S3中，所述的极性溶剂为甲醇或乙醇，含有邻苯二酚、氨基磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物的质量比为20:7～140:1。
作为本发明的更进一步限定：
步骤S4中，涂覆在材料表面的含磷酰胆碱聚合物仿生涂料的体积为5～11μL/cm2。
作为本发明的再进一步限定：
步骤S4中，将涂覆有涂料的改性材料置于pH=8～9的Tris-HCl溶液中在50～80℃处理6～12 h。
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的有益效果是：
（1）本发明制备的含有邻苯二酚、氨基磷酰胆碱聚合物及含有羧基的磷酰胆碱聚合物因为具有磷酰胆碱基团的仿细胞外层膜结构，能大幅度提高医用生物材料表面的生物相容性、抗污性；
（2）本发明依靠邻苯二酚仿蚌类粘附蛋白多巴胺的粘附作用及聚合物中氨基与羧基静电相互作用将涂层固定于医用生物材料表面，使得涂层稳定固定于医用生物材料表面；
（3）本发明医用生物材料表面改性的方法操作简便、实用性强、适用面广，为医用生物材料表面改性提供了一种新的途径；
（4）通过本发明的方法制备的改性医用生物材料表面在血液净化，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。
综上所述，本发明通过制备具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层来提高医用生物材料表面的生物相容性，同时借助仿蚌类粘附和静电相互作用的协同作用，有效提高仿生涂层的稳定性，本发明方法简单、操作方便、适用范围广，制备所得的仿生涂层具有良好的生物相容性及稳定性。
本发明方法适用于血液净化、体内植入材料、组织工程、药物缓释及生物传感器等领域。
附图说明
下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步详细说明。
图1为本发明实施例1中改性前聚碳酸酯和改性后聚碳酸酯的动态接触角；
图2为本发明实施例1中改性前聚碳酸酯和改性后聚碳酸酯表面精细元素能谱图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和理解本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法
本实施例为一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法，它按照如下的步骤顺序进行：
1）称取14 mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和6 mmol 甲基丙烯酸 2-氨基乙基酯单体，以0.1 mmol偶氮二异丁腈为引发剂，以乙醇和四氢呋喃混合溶液(体积比5:1)为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24 h。反应结束后，浓缩反应液用截留分子量为6000~8000的透析袋进行透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含有氨基的磷酰胆碱聚合物；
用400 MHz核磁共振仪以D2O为溶剂测试聚合物的氢核磁。在5～7 ppm处未见出峰，表明所得共聚物中没有残余单体，并成功合成了该聚合物，以3.28 ppm处为-N+(CH3)3特征峰，0.9～2.2 ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成，可知该聚合物组成与投料比基本一致。
2）称取10 mmol 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱和10 mmol 甲基丙烯酸，以0.1mmol偶氮二异丁腈为引发剂，以乙醇和四氢呋喃混合溶液(体积比5:1)为溶剂，在氮气保护下，70℃聚合反应24 h。反应结束后，浓缩反应液用截留分子量为6000~8000的透析袋进行透析，然后在-50℃下冷冻干燥，得到含有羧基的磷酰胆碱聚合物；
用400 MHz核磁共振仪以D2O为溶剂测试聚合物的氢核磁。在5～7 ppm处未见出峰，表明所得共聚物中没有残余单体，并成功合成了该聚合物，以3.28 ppm处为-N+(CH3)3特征峰，0.9～2.2 ppm处为主链上亚甲基和侧链甲基的峰计算聚合物组成，可知该聚合物组成与投料比基本一致。
3）将0.5 g所述含有氨基的磷酰胆碱聚合物溶于20 mL甲醇中得到聚合物溶液，在N2保护，40℃搅拌条件下，向三颈瓶中加入所述聚合物溶液，预热30 min，再加入0.3 g 3,4-二羟基苯甲醛，保温搅拌反应12 h。然后再加入0.4 gNaBH4还原3 h，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000 D的透析袋在pH值为3～4的盐酸水溶液中透析，将透析后的样品在-50℃下冷冻干燥，即可得到含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物。
4）将12mg含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物溶解于2mL甲醇中，然后再加入0.6 mg含有羧基的磷酰胆碱聚合物混合均匀。再将上述的混合溶液滴涂在聚碳酸酯表面，涂覆体积为6μL/cm2。晾干后，置于pH=8.5的Tri-HCl溶液中在60℃处理12h，再用蒸馏水洗涤，即可在需要改性材料的表面制备具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层，实现对材料的改性。
图1为本实施例中改性前聚碳酸酯和改性后聚碳酸酯的动态接触角。可以看出，相较于改性前聚碳酸酯，改性后聚碳酸酯的前进角和后退角均有所降低，这是由于亲水性良好的磷酰胆碱聚合物依靠类聚多巴胺的粘附及聚合物中氨基与羧基静电相互作用的协同作用固定在聚碳酸酯表面，形成具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层，使得改性后聚碳酸酯的亲水性显著提高，前进角和后退角明显降低。
图2为本实施例中改性前聚碳酸酯和改性后聚碳酸酯表面元素的精细谱图。与改性前聚碳酸酯相比，改性后聚碳酸酯表面明显有了N、P的特征吸收峰，这说明改性后聚碳酸酯材料表面附有磷酰胆碱聚合物。
实施例2-9医用生物材料表面的改性方法
本实施例2-9分别为一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法，其方法步骤与实施例1相似，不同之处仅在于：相关参数不同，具体见下表。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括依次进行以下步骤：
S1、含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体分别与含有氨基的乙烯基单体、含有羧基的乙烯基单体反应，分别反应制得含有氨基的磷酰胆碱聚合物、含有羧基的磷酰胆碱聚合物；
S2、通过希夫碱反应，将3,4-二羟基苯甲醛接枝到含有氨基的磷酰胆碱聚合物上，经过还原，合成含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物；
S3、将含有邻苯二酚、氨基磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物溶于极性溶剂中，制得含磷酰胆碱聚合物的仿生涂料；
S4、将所述含磷酰胆碱聚合物的仿生涂料涂覆于需要改性的材料表面，晾干后置于Tris-HCl溶液中加热处理，再经洗涤，即可在需要改性材料的表面制备具有仿细胞外层膜结构的仿生涂层。
2.根据权利要求1所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体和含有氨基的乙烯基单体摩尔比为3:7～9:1；含有磷酰胆碱亲水性基团的乙烯基单体和含有羧基的乙烯基单体摩尔比为3:7～9:1。
3.根据权利要求2所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述含有氨基的磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物的制备过程，所用溶剂为乙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6000～8000的透析袋进行分离提纯。
4.根据权利要求3所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，
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单体，含有氨基的乙烯基单体为甲基丙烯酸 2-氨基乙基酯单体，含有羧基的乙烯基单体为甲基丙烯酸单体。
5.根据权利要求4所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，含有邻苯二酚、氨基的磷酰胆碱聚合物制备方法为：将含有氨基的磷酰胆碱聚合物溶于甲醇中得到聚合物溶液，在非活性气体氛围、35～45℃、搅拌条件下，向反应器中加入所述聚合物溶液，预热，然后加入3,4-二羟基苯甲醛，搅拌反应10～15h，然后加入还原剂进行还原，反应结束后，浓缩反应液，用截留分子量为6000～8000的透析袋在pH值为3～4的盐酸水溶液中透析，将透析后的样品在-50℃下冷冻干燥，即可制得。
6.根据权利要求5所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，含有氨基的磷酰胆碱聚合物与3,4-二羟基苯甲醛的质量比为1:1～4:1。
7.根据权利要求6所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，还原剂与3,4-二羟基苯甲醛的摩尔比为3:1～8:1。
8.根据权利要求7所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述的极性溶剂为甲醇或乙醇，含有邻苯二酚、氨基磷酰胆碱聚合物和含有羧基的磷酰胆碱聚合物的质量比为20:7～140:1。
9.根据权利要求8所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中，涂覆在材料表面的含磷酰胆碱聚合物仿生涂料的体积为5～11μL/cm2。
10.根据权利要求9所述的一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4中，将涂覆有涂料的改性材料置于pH=8～9的Tris-HCl溶液中在50～80℃处理6～12 h。
CN202010704010.9A 2020-07-21 2020-07-21 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法 Expired - Fee Related CN111793399B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010704010.9A CN111793399B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010704010.9A CN111793399B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111793399A CN111793399A (zh) 2020-10-20
CN111793399B true CN111793399B (zh) 2022-01-21

Family

ID=72808112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010704010.9A Expired - Fee Related CN111793399B (zh) 2020-07-21 2020-07-21 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111793399B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6807011B2 (ja) * 2016-02-15 2021-01-06 日油株式会社 表面にホスホリルコリン基含有親水性ポリマーを有するコンタクトレンズ
CN106866883B (zh) * 2017-03-01 2019-02-01 西安科技大学 一种基于醛基与氨基反应合成双仿生聚合物的方法
CN107722321B (zh) * 2017-10-09 2019-08-13 西安科技大学 含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物仿生涂层改性壳聚糖膜的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111793399A (zh) 2020-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103881126B (zh) 一种用于提高材料血液相容性的方法
CN105670022B (zh) 一种磷酰胆碱仿生涂层的制备方法
CN106750450B (zh) 含有环氧磷酰胆碱聚合物与多巴胺交联粘附仿生涂层的制备方法
CN106832382B (zh) 一种双仿生多巴胺磷酰胆碱物质的涂覆方法
CN104804195B (zh) 贻贝粘附和细胞膜抗污双仿生多臂peg及其制备方法
CN102887976A (zh) 仿贻贝粘附蛋白和细胞膜结构共聚物及其制备方法和应用
CN101732766B (zh) 一种仿细胞外层膜结构修饰涂层的制备方法
CN105237778A (zh) 一种室温下改善壳聚糖血液相容性的方法
CN108129687B (zh) 一种表面为磷酰胆碱的仿细胞外层膜结构涂层的制备方法
CN106380990B (zh) 含有醛基的磷酰胆碱聚合物与多巴胺交联涂层的制备方法
WO2015036364A1 (en) Bioinert article and its use
CN111763284B (zh) 一种含有氨基和羧基的磷酰胆碱涂层的制备方法
CN111793399B (zh) 一种含有邻苯二酚、氨基和羧基的两种磷酰胆碱涂层的制备方法
CN107722321B (zh) 含有环氧和氨基的两种磷酰胆碱聚合物仿生涂层改性壳聚糖膜的方法
CN105504328B (zh) 一种室温下一步涂覆改善壳聚糖膜血液相容性的方法
Tan et al. Fabrication of thromboresistant multilayer thin film on plasma treated poly (vinyl chloride) surface
CN108715643B (zh) 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
CN106905554B (zh) 一种含有氨基的磷酰胆碱聚合物与戊二醛仿生涂层增密的方法
CN108794794B (zh) 一种改性材料表面生物相容性的方法及其制备的仿生涂层
JP3647852B2 (ja) 素材の表面改質方法
EP3915957B1 (en) Hydrophilic substrate and method for preparing hydrophilic substrate
CN108003369B (zh) 一种仿细胞外层膜结构的涂层表面的制备方法
CN103275269B (zh) 一种含醛基的磷酰胆碱聚合物及其制备方法和应用
CN108715644B (zh) 一种醛基与氨基磷酰胆碱聚合物仿生粘附涂层的制备方法
CN108659168B (zh) 一种双仿生聚合物及其制备方法与应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20220121

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee