[发明专利]阳离子-两性离子共聚物与聚己内酯共混膜及其制备方法和应用

说明书

本发明公开阳离子‑两性离子共聚物与聚己内酯共混膜及其制备方法和应用，阳离子‑两性离子共聚物/聚己内酯共混膜是由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯与甲基丙烯酸磺酸甜菜碱采用可逆加成‑断裂链转移聚合方法合成嵌段共聚物，再与聚己内酯采用溶液共混法制备共混膜。本发明首先以生物相容性较好的甲基丙烯酸酯类作为聚合物骨架，阳离子和两性离子为侧基，得到阳离子‑两性离子共聚物，再与可生物降解的聚己内酯共混涂膜，制备具有良好抗菌活性和抗粘附性的共混膜，同时对生物体毒性较小。本发明制备过程简单可控，所制备的共混膜兼具良好的抗菌活性和抗蛋白粘附性能，适用于生物医用材料表面改性。

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料领域，涉及一种阳离子-两性离子共聚物/聚己内酯共混膜的制备及其抗菌/抗粘附应用。

背景技术

细菌在医疗器械及体内植入物表面的粘附、增殖和形成生物膜(biofilm)，导致患者感染并引发一系列并发症甚至危及患者生命。传统的赋予表面抗菌性质的方法是涂抗菌剂，如抗菌药物、银、铜及抗菌肽，缺点是抗菌成分易流失，释放对环境有害物质。季铵盐抗菌剂杀菌速度快、安全、毒性小，可作为添加剂赋予其它材料抗菌性能。由于小分子季铵盐易挥发、化学稳定性差，实际应用中存在局限性。高分子季铵盐抗菌剂作为阳离子聚合物，与仿抗菌肽聚合物结构类似，化学稳定性较好，一直是抗菌材料研究的热点之一。其抗菌机理和小分子季铵盐相似，即与细菌细胞壁上带负电的磷脂作用，疏水烷基链与细菌细胞膜中疏水脂质分子层结合，导致细菌细胞膜破坏和细菌死亡，多用作接触型抗菌生物材料。因此，季铵盐类抗菌聚合物具有长效抗菌机制，是一种极有前景的绿色材料。

受此启发，Kuroda等(Palermo E F,Kuroda K.Chemical structure of cationicgroups in amphiphilic polymethacrylates modulates the antimicrobial andhemolytic activities.Biomacromolecules,2009,10,1416-1428.)利用伯氨基的阳离子性和烷基侧链的疏水性，合成了聚甲基丙烯酸酯类抗菌聚合物，研究表明，阳离子性聚合物对大肠杆菌具有出色的抗菌活性，且伯氨基的抗菌活性要优于季铵盐。Zhao Jie等(ZhaoJ,Ma L,Millians W,Wu T,Ming W H.Dual-Functional Antifogging/AntimicrobialPolymer Coating.Acs Applied MaterialsInterfaces,2016,8,8737-8742.)利用合成的部分季胺化的甲基丙烯酸甲酯的共聚物聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯，与乙二醇二甲基丙烯酸酯制备了半互穿网络聚合物涂层，具有防雾/抗菌双功能。两性离子聚合物具有亲水的阴、阳离子基团，能够形成水合层,从而具有独特的抗生物污染性能，即能够阻抗非特异性蛋白质的吸附，抗细菌黏附和生物膜的形成，这种特性使其在生物医学等相关领域得到越来越多的应用。江绍毅等人(Chang Y,Chen S F,Zhang Z,Jiang SY.Highly Protein-Resistant Coatings from Well-Defined Diblock CopolymersContaining Sulfobetaines.Langmuir,2006,22,2222-2226.)合成了聚磺酸甜菜碱甲基丙烯酸酯-聚环氧丙烷共聚物，并将这个共聚物吸附在SPR传感器上时，发现小分子蛋白质在表面的吸附量就很低，大分子蛋白质在表面的吸附量则比较高。江绍毅等人(Yang W,ChenS F,Cheng G,VaisocherováH,Xue H,Li W,Zhang J L,Jiang S Y.Film ThicknessDependence of Protein Adsorption from Blood Serum and Plasma onto Poly(sulfobetaine)-Grafted Surfaces.Langmuir,2008,24,9211-9214.)又在金表面接枝不同厚度聚甲基丙烯酸磺酸甜菜碱，来研究它们在蛋白质溶液中的蛋白质吸附情况，结果表明表面在100％的血清和血浆中有相当好的防污特性。

发明内容