[发明专利]一种含醛基的磷酰胆碱聚合物及其制备方法和应用

说明书

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，具体涉及一种含醛基的磷酰胆碱聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

壳聚糖具有可降解性、抗菌性、无毒、无刺激、pH响应性等优点（Carbohydrate Polymers2010,79:724-730），已经被广泛应用于生物医学等领域。越来越多的研究表明：壳聚糖及其衍生物材料可以用于血液净化。壳聚糖分子上的氨基有助于对血液中多种毒素的吸附，可以用于血液灌流材料（高等学校化学学报2002,23:75-77;Journal of Microencapsulation1993,10:475-486）。壳聚糖膜具有高的透析率，选择性和强度，可以用作血液透析材料（Journal of Applied Polymer Science1992,46:255-261;263-269）。虽然壳聚糖及其衍生物作为血液净化材料具有许多优点，但是也存在着蛋白质吸附，血小板黏附，最终导致凝血，形成血栓等问题，所以提高壳聚糖及其衍生物材料的血液相容性迫在眉睫（Applied Surface Science2005,241:485-492;Biomaterials2002,23:2561-2568;Biomaterials2003,24:3213-3220）。

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，具有较强的结合水的能力和亲水性能，这种结构和组成的表面与生理环境相互作用不仅不会吸附和沉积蛋白质，也不会引发血小板激活、导致凝血等不良反应，具有良好生物相容性。近几年来的研究表明，采用磷酰胆碱基团及其聚合物在材料表面构建具有仿细胞外层膜结构，可以显著改善材料的血液相容性。

近年来，采用接枝磷酰胆碱小分子的途径（Carbohydrate Polymers2007，70:82-88;Biomacromolecules2007,8:3169-3176；Biomacromolecules2006,7:3151-3156;Journal of Applied Polymer Science2003,88:489-493;Polymer International2003,52:81-85;Journal of biomaterials science,Polymer edition2002,13:501-510;Colloids and Surfaces B:Biointerfaces2009,71:268-274）改性壳聚糖，使得壳聚糖的血液相容性显著提高。但是，这些方式往往在材料表面的磷酰胆碱基团的密度不高，限制了其在生物医用材料改性领域的应用和血液相容性的进一步提高。

为此，将含有磷酰胆碱基团的甲基丙烯酸-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱二元共聚物（PMA）聚阴离子，与壳聚糖（聚阳离子）进行层层静电自组装，获得了具有仿细胞外层膜结构的涂层表面（Colloids and Surfaces B:Biointerfaces2011,85:48-55）。蛋白质吸附和血小板黏附的实验结果表明：改性后表面的血液相容性有了显著提高。鉴于这种改性方法的种种优势，必将为提升生物医用材料的血液相容性提供技术支撑。然而，以物理吸附方式结合在移植器件表面的仿细胞外层膜结构聚合物涂层，在体内复杂环境中难免发生溶解、脱落。为此，Lewis和徐建平等（Biomaterials2001,22:99-111;Biomaterials2004,25:3099-3108;European Polymer Journal2004,40:291-298）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，涂层中聚合物分子链上三甲氧基硅基团遇水会发生水解、交联，也可与基材表面的活性基团形成共价键，从而使磷酰胆碱类聚合物涂层的稳定性得到显著提高。由此可见，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。然而，在磷酰胆碱聚合物中需要在无水条件下引入三甲氧基硅基团，条件苛刻过程复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种含醛基的磷酰胆碱聚合物。该聚合物是通过含有醛基的乙烯基单体与含有磷酰胆碱的乙烯基单体采用自由基聚合法而合成的二元共聚物，该二元共聚物与多胺基物质混合后涂覆在被修饰材料表面，通过温度控制涂层中醛基与胺基的反应，使得涂层的密度增大，达到在材料表面固定磷酰胆碱基团的目的，即可获得具有仿细胞外层膜结构的涂层表面。