[发明专利]用两性离子聚合物表面修饰聚氨酯的方法及修饰的聚氨酯

说明书

技术领域

本发明属于医用高分子材料技术领域，具体涉及到用两性离子聚合物表面修饰聚氨酯的方法及修饰的聚氨酯。

技术背景

医用材料通常是指能直接与人的机体接触并发生相互作用，能对细胞、组织和器官进行治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。作为直接用于人体的生物医学材料，需要具有许多优良性能，例如：①生物功能性：根据具体应用环境和用途要求应具有生物功能性，例如，组织工程生物材料要求具有粘附细胞、促进和诱导细胞增殖等生物功能性；②生物相容性，例如血液相容性，细胞毒性低等，③化学稳定性，对于长期植入医用高分子材料要求生物稳定性好。④力学性能和加工成型性，医用材料必须符合医用标准，且具有可塑性，易加工的特点。

聚氨酯作为一种性能优良的生物医用高分子，具有良好的顺应性、耐磨性、弹性、形状记忆及较好的抗凝血性。聚氨酯医用生物材料分子结构含有软硬段，存在微观相分离，所以聚氨酯材料与生物体之间有着良好的生物相容性，在生物医学方面有着极为广泛的应用，例如人工心脏瓣膜、人工肺、骨粘合剂、人工皮肤、人工血管、心脏起博器绝缘线、缝线、医用导管等。但人工心脏及心脏辅助装置等血液接触材料对材料性能要求苛刻，尤其是要求必须具有高血液相容性，所以，还没有取得令人满意的临床效果。聚氨酯是一种弹性良好的高分子材料，微孔聚氨酯血管具有良好的水渗透性与天然血管相匹配的顺应性，可以大大减少新内膜增生。在小口径人造血管方面，虽然有各种改性修饰聚氨酯的研究报道，但仍存在再狭窄和血栓形成等缺点，因些提高聚氨酯材料的血液相容性是当今亟待解决问题。

聚氨酯医用材料血液相容性需要进一步提高，以满足血液接触材料的要求；另外，聚氨酯医用材料表面亲水性需要改进，以提高其对内皮细胞粘附和促进或诱导内皮细胞增殖，这样就能改善其血液相容性和组织相容性。

近年来，各国研究者提出了表面涂层、化学接枝等方法在材料表面引入两性离子基团，例如通过2-甲基丙烯酰基乙氧化磷酰胆碱(MPC)接枝及其共聚将磷酸胆碱基团引入到材料表面，提高材料的血液相容性。含羧酸甜菜碱基团两性共聚物和磺基甜菜碱基团两性聚合物、共聚物经常用于修饰聚合物表面，用于提高材料表面亲水性，同时赋予材料表面优异的抗蛋白质吸附能力，以及血液相容性。含羧酸甜菜碱基团两性共聚物和磺基甜菜碱基团两性聚合物已经成为一种有效抗污材料，尤其是生物医用材料表面修饰已成为研究热点。甜菜碱基团含有带正电的季铵盐和带负电的羧基或者磺酸基团，所以很容易形成水化层，从而具有抗非特异性蛋白吸附、抗血小板吸附以及抗细菌粘附的能力。

磺基甜菜碱降冰片烯聚合物（Semra Colak and Gregory N.Tew，Dual-Functional ROMP-Based Betaines:Effect of Hydrophilicity and Backbone Structure on Nonfouling Properties，Langmuir，2012;28(1):666-675）是最近研究热点之一。

发明内容

本发明的第一个目的是解决现有技术存在的聚氨酯材料血液相容性问题的不足，提供一种用两性离子聚合物表面修饰聚氨酯的方法。

本发明的第二个目的是提供一种用两性离子聚合物表面修饰聚氨酯的方法修饰的聚氨酯。

本发明的技术方案概述如下：

用两性离子聚合物表面修饰聚氨酯的方法，包括如下步骤：

（1）将聚氨酯膜与二异氰酸酯反应后，再与L-半胱氨酸或巯基脂肪醇反应；

（2）将含磺基甜菜碱降冰片烯聚合物和光引发剂的溶液滴加到步骤（1）获得的产物上，通过click反应得到两性离子聚合物修饰的聚氨酯，所述磺基甜菜碱降冰片烯聚合物结构为：

其中：n=5-200。

所述步骤（1）优选为：将聚氨酯膜浸入无水甲苯中，加入二异氰酸酯和有机锡类催化剂，40-80℃下反应1～24h，从液中取出，用无水甲苯洗涤后，加入到1-20mL质量浓度为0.05-5%的L-半胱氨酸甲醇溶液或巯基脂肪醇中，50-80℃下反应1～24h；取出用甲醇或水洗涤，在真空条件下进行干燥，得到表面含有巯基的聚氨酯膜。