[发明专利]含磷酰胆碱和聚乙二醇可生物降解聚合物及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及由含磷酰胆碱(PC)和聚乙二醇(PEG)可生物降解聚合物及合成方法，可用于抗凝血材料或医疗器械的表面改性。

背景技术

细胞膜实际上构成了一个理想的，非凝血性界面，而这样一个非凝血性界面的获得则来源于细胞膜的特定的物理和化学性质的完美组合。由于细胞与受体之间的相互作用非常复杂，同时细胞内部与细胞粘附和增殖相关的信号传导也非常复杂，目前为止，这一方面的工作还有待进一步完善，但是已经显示出良好的发展前景。人工设备表面进行内皮细胞化的另一个潜在的替代途径就是在医疗设备的表面构建一个仿细胞膜的仿生表面。自二十世纪七十年代后期以来，人们广泛关注类脂质材料的使用，用来对生物材料进行改性以提高它们与生物体之间的相容性。

最初的研究发现，MPC-co-BMA共聚物材料由于磷脂分子的竞争吸附，导致该材料表面的蛋白质分子的吸附量降低。更近的工作转而关注MPC共聚物中的高的自由水分数。动态接触角滞后研究已经指出，粘附于MPC-co-BMA聚合物上的蛋白质仅仅与聚合物进行弱的相互作用，并且很容易被解离下来。UV和CD色谱研究表明，与这些共聚物表面相互作用的蛋白质与其原始状态相比，具有相似的构象。DSC研究表明，与其它的材料相比，MPC共聚物具有更高的自由水含量。因此，结论认为正是该高的水化层的存在，使得蛋白质与材料进行可逆的接触时不发生构象的变化。MPC结构示意图如下：

存在于生物体液中的水溶性蛋白质，其结构和构象都非常复杂，它们都有强烈的，通常是不可逆的吸附到表面上去的内在趋势。所形成的蛋白质调节层将调节细胞对材料的响应，实际上，对周围组织而言，这种响应是决定材料的生物相容性是否优异的主要决定因素。通过模拟血红细胞的外层结构，基于磷酰胆碱和聚乙二醇的聚合物被证明能够显著的改进材料的生物相容性。

近10年来，欧美各国和日本等都在积极开发具有微相分离结构的聚合物，其中大多数是嵌段和接枝共聚物。在嵌段共聚物血液相容性的研究中，研究的最深入的是聚酯类嵌段共聚物，它是由软硬链段交替组成的多嵌段共聚物。软段通常由聚醚、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷等组成，构成连续相；硬段包含很强的氢键，使硬段聚集成微区，形成分散相。目前，链段化聚酯材料已广泛应用于医疗领域中，作为人工心脏和人工血管用材料早已应用于临床。

发明内容

本发明的目的在于采用具有良好的生物相容性和可生物降解性的医用高分子载体材料，在已具备优秀生物降解性的聚合物结构中引入磷酰胆碱和聚乙二醇改善其对蛋白，血小板的吸附能力，由于磷酰胆碱是细胞膜的组成部分，因此该聚合物可以很好的模仿细胞膜结构。在自由基聚合的过程中，还可以控制磷酰胆碱的含量。

本发明的含磷酰胆碱和聚乙二醇可生物降解聚合物，其结构式如下：

其中R为R₁R₂R₃R₄中的一种或几种的共聚物

结构式中m的取值范围为1～10000，n的取值范围为2～2000，p/q/r/s的取值范围为1～1500。

所述的聚合物中PC与疏水部分的重量比为1％～99％。

所述的共聚物，其分子量为200～200,000。

所述的共聚物，其PEG段分子量为100～100,000。

所述的共聚物，其疏水段聚合物的分子量为100～100,000。

本发明的共聚物的制备方法，将质量比1％-99％的MPC和连有双键的质量比99％-1％的PEG-PLA溶于三氯甲烷中，加入自由基聚合引发剂，0-80℃反应6-24小时，产物用甲醇沉淀，真空干燥；连有双键的PEG-PLA通过单端与丙烯酰氯反应的PEG引发丙交酯开环聚合制备。

上述连有双键的PEG-PLA通过单端与丙烯酰氯反应的PEG引发丙交酯开环聚合制备。

本发明所述的聚合物，通过静态接触角结果可以看到在PLA上引入带有正负电荷的磷酰胆碱基团后，接触角明显减小，亲水性能大大提高。MPC含量越高，接触角越小，材料润湿性能越好。抗凝血测试结果说明，PEG可以减少血小板凝结，对凝血酶原时间(PT)有影响可以有效阻止外源性凝血系统的激活；高含量PC基团能有效减少血小板粘附，对活化部分凝血活酶时间(APTT)有影响，P(MPC-co-PEG-PLA)表面血小板的数量很少，说明PEG和更多的PC基团共同作用有了显著的效果。说明PLA亲水性得到明显改善，提高了其抗凝血性。

附图说明