[发明专利]可溶性与可共混的血液友好两性离子共聚物及其制法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及可溶的与可共混的血液友好两性离子共聚物之特定组成与结构的设计及制备方法。具体包括甲基丙烯酸聚乙二醇单烷基醚酯与丙烯酸磺-铵两性离子乙酯、丙烯酸磷-铵两性离子乙酯、甲基丙烯酸磷酰胆碱乙酯、丙烯酸羧-铵两性离子乙酯之间，以及它们跟甲基丙烯酸有机硅丙酯、甲基丙烯酸高级烷基酯之间共聚物组成、结构的设计与制备方法。 

背景技术

上世纪中叶，随着体内诊疗器件、人工器官以及生物医学工程的发展，不凝血生物材料已成为生物医学材料研究与发展的前沿领域而倍加关注。研究的核心内容是如何提升生物医学材料的不凝血性和血液友好性。这也是一个极为复杂的基本科学问题。于是，有关它的各种学说层出不窮，五彩缤纷。尽管如此，这个重要领域的进展仍然比较缓慢。有鉴于此，本发明人另辟蹊径，率先致力于生物医学材料分子工程学这个新学科领域的探索，并提出“生物大分子主链-侧基协同作用”说及“维持正常构象”说作为不凝血生物医学材料、血液友好生物医学材料以及生物友好材料界面分子结构设计的理论基础（林思聪，高分子通报，1997（1），1-10页；1997（2），76-81页；1998（1），1-10页）。在其指导下，我们率先发现了两性离子聚合物拥有很优异的不凝血性、血液友好性和生物友好性（林思聪，黄楠《国家重点基础研究发展规划》973项目，“不凝血材料关键科学与技术问题的研究”课题结题报告，2004年；林思聪，世界重大学术思想（成果）获奖宝典，世界文献出版社，2011年，248-256页）。所谓的两性离子聚合物，是指聚合物的分子结构中拥有等当量的正负离子者。 

合成两性离子聚合物的单体主要有丙烯酸两性离子烷基酯，而其两性离子结构则主要有磺-铵两性离子、磷-铵两性离子及羧-铵两性离子等三大类。这三类两性离子单体一般均溶于水及醇类溶剂。因此，可以顺利地通过表面接枝共聚的途径在 材料表面构建血液友好的两性离子界面分子结构。但是，这三类两性离子的均聚合物，除了磷-铵两性离子中的磷酰胆碱外，它们都很难溶于水及有机溶剂。因此，很难制成溶液而用于材料表面的涂层；再则，由于两性离子的极性很大，它们也很难在一般医用材料表面润湿成膜，更难跟一般生物医用高分子共混；还有，为了使丙烯酸磷酰胆碱两性离子聚合物不溶于水，现有的专利（Bowers等，美国专利5，648，442；5，705，583；5，739，236；6，225，431）多采用丙烯酸磷酰胆碱乙酯单体与丙烯酸高级烷基酯疏水性单体进行共聚的途径，而在疏水性、耐氧化性及耐紫外光性能上，丙烯酸高级烷基酯疏水单体的结构也有待进一步提升。 

发明内容

本专利的目的在于通过特定组成和结构之设计来制备可溶性与可共混的血液友好两性离子共聚物。这些两性离子共聚物不仅拥有优异的血液友好性，而且可溶于水、醇类或四氢呋喃等溶剂，不仅便于涂层施工，而且还能与聚醚氨酯等高分子进行共混而提升其血液友好性。 

为了克服两性离子血液友好材料的上述缺点，基于血液友好生物材料分子工程学的深入研究，我们发现丙烯酸聚乙二醇单烷基醚酯与丙烯酸两性离子烷基酯类共聚后，不仅可增加共聚物的可溶性，而且还可以提升它们与聚醚氨酯等高分子的共混性，更为难得的是，其聚合物本身结构也拥有优异的血液友好性；另外，与丙烯酸高级烷基酯相比，甲基丙烯酸有机硅丙酯拥有更好的疏水性、耐氧化性及耐紫外光性。因此，本专利通过丙烯酸聚乙二醇单烷基醚酯与下列丙烯酸两性离子烷基酯以及甲基丙烯酸有机硅丙酯、丙烯酸高级烷基酯的共聚，制备了一组可溶的与可共混的新血液友好两性离子共聚物。本发明的技术方案如下： 

可溶性与可共混的血液友好两性离子共聚物，它是由丙烯酸聚乙二醇单烷基醚酯(I)和丙烯酸磺-铵两性离子乙酯(Ⅱ₁)、丙烯酸磷-铵两性离子乙酯(Ⅱ₂)、甲基丙烯酸磷酰胆碱乙酯(Ⅱ₃)或丙烯酸羧-铵两性离子乙酯(Ⅱ₄)共聚得到的水或醇可溶的、与聚醚氨酯可共混的血液友好两性离子共聚物，所述的丙烯酸聚乙二醇单烷基醚酯具有如下结构： 

O(CH₂CH₂O)nR²        (I) 

其中：R¹=H或CH₃，R²=CH₃或C₂H₅，n=1-150； 

所述的丙烯酸磺-铵两性离子乙酯具有如下结构：