[发明专利]改性聚酯类材料为表面具有细胞相容性生物材料的方法

说明书

                         技术领域

本发明涉及改性聚酯类材料为表面具有细胞相容性生物材料的方法，具体说是用二元胺及生物活性分子改性聚酯类聚合物、制备表面具有细胞相容性的聚酯类生物材料的方法。

                         背景技术

聚合物生物材料因具有优良的物理和化学性能，在组织工程中的应用越来越广泛。但由于这类材料特殊的应用环境——需要直接与人体的体液、器官、组织等接触，因此制备一种表面具有良好生物相容性的聚合物生物材料成为组织工程发展中非常关键的途径之一。

聚酯类生物材料不仅具有良好的物理机械性能、无毒性、易加工成型性，而且还具有组织工程材料所特有的可生物降解性，因此越来越受到人们的关注。以乳酸或乙醇酸为骨架单元的聚酯类聚合物，由于符合临床使用要求而被许可用作生物组织培养的聚合物，已到最为广泛的应用。但未经过改性的聚酯类聚合物由于其本身的疏水性和表面惰性，导致不能提供一个友好的界面以有效促进组织和器官的生长；降解后形成的局部酸性也会导致周围器官和组织产生严重炎症反应。目前虽然存在多种改善其表面性能的表面修饰方法，但均存在操作工艺复杂，修饰表面稳定性差，尤其不适应于多孔的体型复杂的支架材料和制品等问题。

                         发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单，用二元胺及生物活性分子改性聚酯类材料为表面具有细胞相容性生物材料的方法。

本发明的方法包括以下步骤：

1)在有机溶剂中溶解二元胺制备浓度为0.001～1g/ml的二元胺溶液；

2)将聚酯类聚合物材料浸入二元胺溶液中，在0～100℃温度下，反应0.1～10小时；

3)将聚酯类聚合物材料取出二元胺溶液，用去离子水或无水乙醇浸泡清洗，真空干燥至恒重；

4)用指示剂茚三酮检测聚酯类聚合物材料表面的胺基；

5)将表面带自由胺基的聚酯类聚合物材料浸入浓度为0.05～5％(重量百分比)的偶联剂中，在0～90℃下进行偶联反应，反应结束，取出并用水冲洗干净；

6)将步骤5)所得聚酯类聚合物浸入浓度为0.001～1000mg/ml的促进细胞生长的生物活性分子的水溶液中反应一定时间，以使生物活性分子固定在聚酯类聚合物材料上。

本发明中，二元胺可以采用脂肪族二元胺，乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺、二正辛胺、二正壬胺、二正癸胺中的一种或其混合物。

本发明中，用于溶解二元胺的有机溶剂包括，但不限于乙醇、乙醇胺、正丙醇、异丙醇、乙二醇二甲醚、二甲基亚砜中的一种或其混合物。

所述的聚合物材料，通常是聚酯类聚合物膜和多孔支架。聚酯类聚合物优选：聚己内酯、聚(L-乳酸)、聚(D-乳酸)、无定型聚(D，L-乳酸)(PDLLA)、聚酯型聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙醇酸、聚(D，L-乳酸-共-乙醇酸)中的一种及这些聚合物的共聚物。

所使用的聚酯类聚合物的分子量可以不必考虑，但优选使用分子量范围为10000～1000000的聚酯类聚合物。

多孔支架是指通过致孔剂法、相分离法、编织法、乳液冻结干燥法、径迹刻蚀法、快速成型法或无纺法等方法制备的内部孔洞相互连通的支架。

本发明中，偶联剂是指分子结构中含有两个可反应的官能团的化合物，通常，采用分子结构中含有两个醛基、异氰酸酯、异硫氰酸酯或环氧基团的化合物。其中一个官能团与聚合物材料表面的胺基反应，另一个官能团与生物活性分子反应，从而将后者共价健合到聚合物材料表面。偶联剂优选：戊二醛、己二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、4，4’-二苯甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯(XDI)、异佛尔酮二异氰酸酯、乙二醇和各种聚合度的聚乙二醇双环氧化物，双酚A和双酚S环氧树脂。偶联反应的温度最好在4～50℃。

本发明中，生物活性分子选用胶原、明胶、壳聚糖、RGD、多肽、纤维粘连蛋白、多聚赖胺酸、氨基酸和其它分子结构中含有胺基的细胞生长因子。

生物活性分子水溶液的浓度优选0.1～50mg/ml。

本发明中，用指示剂茚三酮显蓝紫色可定性证明自由胺基的存在。用已知浓度的胺及茚三酮显色物质的吸光度作标准曲线可定量测试材料表面的胺基浓度。通过调节反应时间，反应温度和反应液浓度，可以控制材料表面胺解反应的程度或材料表面自由胺基的密度。