CN1247629C

CN1247629C - 脑磷脂聚合物、制备方法及用途

Info

Publication number: CN1247629C
Application number: CN 03115705
Authority: CN
Inventors: 王瑾晔; 王华杰; 刘新铭
Original assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
Priority date: 2003-03-07
Filing date: 2003-03-07
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2023-03-07
Also published as: CN1454907A

Abstract

本发明涉及一种脑磷脂聚合物、制备方法及其用途。通过固体反应，主要是先制成薄膜，再使其聚合，得到荧光性，不溶于水和多数有机溶剂的磷脂聚合物。该方法条件温和，操作简单，制得的磷脂聚合物保持了磷脂的骨架结构，因而与人内皮细胞等细胞的相容性好，适合人造血管等生物医用材料。

Description

脑磷脂聚合物、制备方法及用途

技术领域

本发明涉及一种脑磷脂聚合物、其制备方法及用途。

背景技术

心血管疾病是发达国家的主要疾病。损伤部位均与心脏和血管，尤其是动脉有关。这些疾病患者通常需要通过外科手术，即通过自身移植或异种移植对血管进行修复或替换。人工替代物正在发挥越来越重要的作用。这些材料必须符合某些要求。其中最重要的是，他们必须具有血液相容性。血液相容性材料与流动的血液接触时，特征表现在不会引起凝血现象。凝血现象会使病人处于血管闭塞的危险或引起血栓栓塞。为避免或减少这种现象，人们提出了许多方案，包括用肝素处理材料表面，白蛋白涂于材料表面等。最有吸引力的思路是通过内皮细胞在体内的内表面移植或先在体外对其表面涂敷成一个内皮层，以建立新内皮的动脉修复。基于磷脂是构成生物膜的主要成分，具有最好的生物相容性这个原理，石原等将可聚合基团甲基丙烯酰基引入磷脂骨架中，得到的聚合物及其与其他聚合物的共聚物有良好的生物相容性和抗蛋白质吸附能力。在医疗装置，如人工透析器，隐型眼镜，人造血官等领域有良好的应用前景[Nakabayashi N，IshiharaK，Macromol.Symp.1996；101：405-412][Robert NB，Alpharetta GA，Liang L，Wheeling IL，US Patent 6187335B1][Yoneyama T，SugiharaK，Ishihara K，Iwasaki Y，Nakabayashi N，Biomaterials 2002；23：1455-1459]

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种新的磷脂聚合物。

本发明要解决的另一问题是提供上述磷脂聚合物的合成方法。

本发明还要解决的问题是提供上述磷脂聚合物的用途。

本发明的磷脂聚合物是以脑磷脂为主要单体成分的磷脂聚合物，包括以脑磷脂为单体成分的磷脂聚合物或者是以脑磷脂和其他磷脂的混合物为单体成分的磷脂聚合物。本发明的磷脂聚合物的单体成分中上述脑磷脂：其他磷脂的摩尔比为1∶0～2。所述的脑磷脂单体的结构特征推荐是具有氨基的极性头部和两个相同脂肪酸链的疏水部分，其中脂肪酸链中应含有可聚合的双不饱和键，该单体在磷脂混合物中推荐的摩尔比不得少于三分之一。其中所述的其他磷脂推荐卵磷脂、磷脂酰丝氨酸或丝氨酸磷脂(PS)、磷脂酰肌醇(PI)、磷脂酸(PA)，尤其推荐卵磷脂。本发明的磷脂聚合物推荐是具有荧光性的薄膜状产物(图1)，不溶于水，稀酸，稀碱和大多数有机溶剂，尤其不溶于包括甲醇、氯仿、己烷、四氢呋喃、四氯化碳、苯、二甲基亚砜、二甲基乙酰胺、甲酚在内的有机溶剂(表1)。所述稀酸包括稀盐酸、稀硫酸等无机酸，所述的稀碱包括稀NaOH、KOH等无机碱。本发明的磷脂聚合物保持了磷脂的骨架结构，具有良好的生物相容性。

本发明推荐的聚合物的红外光谱特征为：碳碳双键的特征吸收(3030cm^-1，1400cm^-1，1320cm^-1，560cm^-1)的减少直至消失；过氧化物(-OOH，3030cm^-1)的增强；-NH₂(1650cm^-1，1560cm^-1，915cm^-1)的减弱。固体¹³C NMR显示碳碳双键在130ppm处峰高的明显减弱，以及20ppm-40ppm之间的五个峰变为一个宽峰；³¹P NMR出现了对称的旋转边带。说明通过反应分子运动受到了限制，生成了聚合物。

本发明推荐的磷脂聚合物为淡黄-棕色膜状，原子力显微镜观察到直径20纳米的纤维状结构。

本发明的脑磷脂聚合物，其是用如下方法制备的：

1.所用磷脂推荐在使用前充氮，保存于遮光，-20℃以下。

2.将脑磷脂单体或其他磷脂与他的混合物溶于有机溶剂中，涂在人造血管等材料表面，待有机溶剂挥发后形成一层磷脂薄膜。薄膜厚度可通过常规制膜方法进行调整。溶解时推荐的磷脂的浓度为0.01mg/ml～100mg/ml，尤其推荐磷脂的浓度为10mg/ml；所述的有机溶剂是磷脂可溶的有机溶剂，包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃类有机溶剂，如乙醚、苯、三氯甲烷、石油醚、环己烷等，尤其推荐溶于氯仿中；制膜方法推荐使用spin casting的方法。推荐的其他磷脂如前所述，推荐的脑磷脂单体与其他磷脂的混合物中的摩尔比为1∶0～2，即脑磷脂单体在磷脂混合物中推荐的摩尔比不得少于三分之一。

3.将涂好磷脂薄膜的材料置于恒温箱中(20-80℃)，使其聚合(1小时-1个月)，反应温度越高，反应时间越短。反应进行的程度推荐可通过便携式紫外装置(波长360nm左右)照射，看是否形成了荧光产物，更为精确的反应信息则需通过荧光分光光度计，红外光谱和固体核磁共振来追迹和测定。

4.在完成聚合的材料表面种植细胞，细胞种类视应用目的而定。

植入体内需要修复或替代的血管等部位。

本发明所用的磷脂是脑磷脂及其与其他磷脂以摩尔比为1∶0～2比例混合的磷脂混合物，其中脑磷脂所占比例不得少于3分之1。所述的脑磷脂的分子结构特点是具有氨基的极性头部及具有两个相同脂肪酸链的疏水部分，其中脂肪酸链中应含有可聚合的双不饱和键。

从人脐带中分离的血管内皮细胞在本发明的聚合物表面生长情况良好，优于由聚乳酸制成的薄膜。可考虑作为人造血管内壁涂层材料。本发明制备的聚合物薄膜与几种基质生物相容性比较结果如图2所示。

本发明基于一种合成脑磷脂单体，在温和条件下，使其发生固体聚合反应，得到的聚合产物保持了磷脂的骨架结构。该方法条件温和，方法简便，制得的聚合物细胞相容性好，适合生物医用材料，尤其是人造血管等具有良好的生物相容性的新型生物医用材料。

附图说明

图1：本发明制备的脑磷脂聚合物的荧光光谱随着反应时间的变化(实线，反应5天；虚线，反应15天；点虚线，反应20天)。

图2：本发明制备的脑磷脂聚合物(DLPE)与Corning细胞培养板(PLASTIC)，载玻片(GLASS)，聚乳酸(PLA)等材料的生物相容性比较(3天后在不同的材料上培养的人脐带血管内皮细胞数-NUMBER OF THE HUVECs CULTURED ON DIFFERENTMATERIALS AFTER 3DAYS)。

图3：脑磷脂反应前的红外光谱.

图4：脑磷脂固体状态反应5天的红外光谱。

图5：卵磷脂反应前的红外光谱，

图6：卵磷脂固体状态反应5天的红外光谱。

具体实施方式

通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：纯粹脑磷脂

1.脑磷脂溶于氯仿中(20mg/ml)，用滴管取适量，滴在载玻片上，用spin casting法制成薄膜(离心500rpm×10min)，置于37℃恒温箱中聚合5天。聚合前后的荧光光谱如图1所示，红外光谱及与其具有相同烷烃链的卵磷脂对比如图3，图4所示。

2.聚乳酸(0.5％w/v)以同样方法制成薄膜；另准备载玻片，24孔细胞培养板。

3.从新生婴儿脐带分离出血管内皮细胞，置于培养液中培养1-6天，使细胞增殖，然后移种到上述4种材料表面，培养3天后计数，结果如图2。

实施例2：磷脂混合物

按实施例1-1的方法制备表1所示磷脂及其混合物的薄膜，结果见表1。

表1.不同磷脂生成目的聚合物的反应性比较

组成^注1	溶解性^注2	荧光性
组成^注1	溶解性^注2	荧光性	DLPE薄膜(18:2-18:2)PLPE薄膜(16:0-18:2)Plasmalogen from bovine brain(薄膜)DLPE+DLPC薄膜(摩尔比1∶1)DLPE+DLPC薄膜(摩尔比1∶2)	-++-++	+++++-

DLPC薄膜(18:2-18:2)

^注1DLPE，PLPE，Plasmalogen均为脑磷脂；DLPC为卵磷脂。

^注2-，难溶；+，可溶。

Claims

1.一种磷脂聚合物，其特征是以下述方法合成的、脑磷脂为主要单体成分、具有良好的生物相容性的磷脂聚合物：

1〕脑磷脂单体或其他磷脂与脑磷脂的混合物溶于有机溶剂中，涂在生物医用材料表面；

2〕用常规制膜方法使其均匀地在材料表面形成薄膜，并让有机溶剂自然挥发；

3〕将材料置于20-80℃恒温箱中聚合，聚合时间5天至一个月。

2.如权利要求1所述的磷脂聚合物，其特征是以脑磷脂和其他磷脂的混合物为单体成分的磷脂聚合物，所述的其他磷脂是卵磷脂、磷脂酰丝氨酸或丝氨酸磷脂、磷脂酰肌醇或磷脂酸。

3.如权利要求1或2所述的磷脂聚合物，其特征是所述的脑磷脂单体的结构特征是具有氨基的极性头部和两个相同脂肪酸链的疏水部分，其中脂肪酸链中应含有可聚合的双不饱和键，该单体在磷脂混合物中的摩尔比不得少于三分之一。

4.如权利要求1或2所述的磷脂聚合物，其特征是具有荧光性，不溶于水，稀酸，稀碱和有机溶剂。

5.如权利要求1或2所述的磷脂聚合物，其特征是具有以下光谱特征：与单体相比，碳碳双键的特征吸收3030cm^-1、1400cm^-1、1320cm^-1、560cm^-1处减少直至消失；过氧化物-OOH的3030cm^-1处增强；-NH₂的1650cm^-1、1560cm^-1、915cm^-1处减弱；固体¹³C NMR显示碳碳双键在130ppm处峰高的明显减弱，以及20ppm-40ppm之间的五个峰变为一个宽峰；³¹P NMR出现了对称的旋转边带。

6.如权利要求1或2所述的磷脂聚合物，其特征是为淡黄-棕色膜状，原子力显微镜观察到直径20纳米的纤维状结构。

7.如权利要求1所述的一种磷脂聚合物的制备方法，其特征在于依次按下列步骤进行：

a)脑磷脂单体或其他磷脂与脑磷脂的混合物溶于有机溶剂中，涂在生物医用材料表面；

b)用常规制膜方法使其均匀地在材料表面形成薄膜，并让有机溶剂自然挥发；

c)将材料置于20-80℃恒温箱中聚合，聚合时间5天至一个月。

8.如权利要求7所述的磷脂聚合物的方法，其特征在于所述的聚合时间为5-20天。

9.如权利要求1所述的磷脂聚合物的用途，其特征在于用作生物医用材料。

10.如权利要求9所述的磷脂聚合物的用途，其特征在于用作人造血管内壁涂层材料。