[发明专利]抗菌抗凝血高分子材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，具体涉及一种抗菌抗凝血高分子材料及其制备方法和应用，该抗菌抗凝血高分子材料可用作医用高分子材料。

背景技术

生物材料是一类可用于动物器官和组织的修复与替换、疾病的诊断与治疗且与动物生物相容、具有特殊性能或功能的材料。抗菌抗凝血生物材料是生物材料的重要组成部分，被广泛应用于与人类血液和组织相接触的医用材料上，如血液透析系统、体外循环系统、人工心脏瓣膜、心脏起搏器、人工血管、血管支架、外科手术线和导管等。随着人口老龄化进程的发展，心血管疾病患者在我国呈逐年增加的趋势，对抗菌抗凝血生物材料需求日益增大。

在生物体中，当外来物与血液接触时，会破坏血红细胞，使血小板活化、聚集，进而形成血栓。因此，当抗凝血抗菌生物材料与活体组织相接触时，要求该材料不仅具有组织相容性，不会对生物体组织引起炎症；还应具有血液相容性，能够抗血栓，不会在材料的表面发生凝血现象。

在制备抗凝血材料时，当对抗凝血材料用的基体材料进行抗凝血改性时，要从抗凝血剂的牢固程度、抗凝血剂的生物活性以及抗凝血剂在基体材料表面的浓度等几个方面综合考虑。目前，制备抗凝血材料的主要方法为将基体材料表面肝素化、通过改性在基体材料表面得到聚氧乙炔结构和通过将基体材料改性得到聚磷酰胆碱类物质。一般来说，上述方法通过物理改性和化学结合来实现。

在对基体材料表面涂覆抗凝血剂进行改性的方法中，抗凝血剂与基体材料之间的结合力主要是依靠离子键。该方法中，一方面，由于离子键的断裂而极易使抗凝血材料的抗凝血功能遭到破坏，从而导致抗凝血剂的释放速率较快,使得这种以离子结合方式得到的抗凝血材料会过快地失去抗凝血性能；另一方面，由于涂覆物质在使用过程中的洗脱会引起毒性问题，因此失去临床上应用的目的。在CN1225281A中，徐伟等人公开了对材料表面进行涂覆获得抗凝血效果，但是其动物实验显示18天后已产生了少量血栓，抗凝血持久性不够。CN101156970A公开了一种高稳定性的涂层，但其主要应用于NiTi合金。该涂层的应用成本较高，且该涂层与聚合物基体材料之间的结合很差，从而导致抗凝血效果的持久性差。

化学结合方法制备抗凝血剂材料时，通常在材料表面化学接枝抗凝血剂。这种方法中通过共价键将抗凝血剂牢固地键合在材料表面,改变了抗凝血剂的正常构象，导致具有抗凝血功能过的活性部分可能被包埋或破坏，因而降低了其生物活性,使得抗凝血效果不同程度地降低，有的甚至完全消失，失去临床上的应用意义。因此，至今仍未有能在聚合物基体材料的表面直接接枝抗凝血剂，并获得良好的抗凝血效果的报道。

此外，在临床应用中，由于医院特殊环境等因素，抗凝血生物材料容易引起感染，其一方面原因是引入的外来物质可刺激体内的金黄色葡萄球菌增殖，进而引起炎症感染；另一方面原因在医院环境中，细菌通过医务人员的衣物、手套和医院中的物品的传播，容易引发感染。据称美国每年有接近十万人死于此类感染。基于上述原因，因此，在制备抗凝血生物材料时，尤其是抗凝血高分子材料时，需要抗凝血生物材料兼具良好的抗凝血性能和抗菌性能。

基于现有技术的状况，目前在临床方面，亟需一种能兼具抗菌和抗凝血效果的高分子材料。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种兼抗菌抗凝血高分子材料及其制备方法和应用。

一氧化氮(NO)具有有效地阻止血小板在正常的血管壁上粘附和活化，并且能促使周围环境中的血管舒张的功效。在正常人的血管中，NO从内皮细胞(EC)中不断地释放出来，其流量大约在0.5×10^－10-1.0×10^－10mol·cm^－2·min^－1，在化学物质的刺激下，NO的流量能达到4×10^－10mol·cm^－2·min^－1。此外，NO能够有效地阻止平滑细胞表面的细胞增殖。如果对聚合物基体材料进行改性，通过改性使得聚合物基体材料在生物体内使用时能够产生一氧化氮，并且使得释放出的NO流量与EC释放的NO流量相当或是高于EC释放的NO流量，那么这种材料就会大大地减少血栓形成的可能性。

本发明的发明人经过广泛的研究发现，通过在聚合物基体材料中加入可以在生物体血液中酶的作用下，能够从聚合物基体材料中释放出NO的物质以及亲水性材料和抗菌剂，即可实现前述目的，获得一种兼具抗凝血和抗菌并且综合性能优异的抗菌抗凝血高分子材料。本发明人正是基于前述发现完成了本发明。