脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术

1 引 言

脂肪族聚酯类生物材料作为新型高科技功能材料，可诊断并治疗人体疾病，并对损伤的组织和器官进行调节和替换，以提升其功能[1]。由于脂肪族聚酯类生物材料置入人体过程中，材料表面最先与人体组织接触，因此，材料表面的生物亲水性、生物相容性和抗污染性对是否为人体所接受起决定性作用[2]。为提高脂肪族聚酯类生物材料的生物相容性，通常会改变材料自身性质[3]，因此，研究一种高效的脂肪族聚酯类生物材料表面改性技术尤为重要。

当前在改变脂肪族聚酯类生物材料表面性能时，多采用等离子体改性技术[4]，将脂肪族聚酯类生物材料置于存在非聚合性气氛的等离子体腔内，利用等离子体能量粒子使脂肪族聚酯类生物材料表面分子激发、电离、断键等，进而产生新的拓扑结构。然而这类技术难度较高，提升材料表面性能较差[5-6]。本研究提出脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性技术，以提升脂肪族聚酯类生物材料表面生物相容性。

2 脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性

以丙烯腈为例，具体说明仿生磷脂化改性技术：采用水相沉淀聚合法共聚丙烯腈和甲基丙烯酸羟乙酯产生丙烯腈共聚物[7]，将丙烯腈共聚物和2-氯-2-氧-1，3，2-二氧磷杂环戊烷反应后，再与三甲胺进行反应，实现丙烯腈共聚物表面仿生磷脂化。

2.1 实验材料

脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性过程中所需要的主要仪器设备见表1。

表1 主要仪器设备Table 1 Main instruments and equipment斯坦德检测中心调速多用振荡器 HY-2 背景中科合信科技有限公司电子拉力实验机 AGS-500ND Shimadzu公司可见分光光度计 UV-1601PC 日本核磁共振仪 ADVANCE-DMX500 瑞士BRUKER公司接触角测定仪 OCA20-Dataphysics 德国红外分光光度仪 BRUKER VECTOR-22 瑞士BRUKER公司仪器名称 型号 产地SEM扫描电镜 S-570

脂肪族聚酯类生物材料表面仿生磷脂化改性过程中所需要的主要化学原材料见表2。

2.2 磷脂酰胆碱合成

2.2.1 2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷合成 选取三口烧瓶，容量为1 000 mL。将含CaCl2干燥剂的冷凝回流管、搅拌器以及滴液漏斗固定在烧瓶上。在烧瓶中分别加入纯化的二氯甲烷与三氯化磷，分别为450、200 mL，采用搅拌器搅拌。搅拌中逐渐滴加无水乙二醇，体积约为126 mL，产生大量氯化氢气体。为清除残留的二氯甲烷[8]，原料置入反应后立即对烧瓶内反应物实施蒸馏，并对蒸馏后烧瓶中形成物实施减压蒸馏[9]，获取46～46.5℃/15 mm-Hg的2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷。

表2 主要化学原材料Table 2 Main chemical raw materials?

2.2.2 2-氯-2-氧-1，3，2-二氧化磷杂环戊烷合成 选取三口烧瓶，容量为500 mL。在烧瓶中加入2-氯-1，3，2-二氧磷杂环戊烷和苯溶液，加入量分别为45 g和90 mL，在烧瓶内输入干燥氧气，6.5 h后结束。为去除残留的苯溶液，对烧瓶内反应物实施蒸馏，并对蒸馏后烧瓶中形成物实施减压蒸馏，获取70℃/0.3 mmHg的2-氯 -2-氧 -1，3，2-二氧化磷杂环戊烷。

2.2.3 2-（甲基丙烯酰氧）乙基-2-氧 -1，3，2-二氧化磷杂环戊烷合成 选取三口烧瓶，容量为500 mL。将温度计、干燥管以及滴液漏斗固定在烧瓶上。在烧瓶中加入四氢呋喃、甲基丙烯酸羟乙酯以及三乙胺，加入量分别为180 mL、18 g和14 g，对三种原料实施搅拌，降低反应溶液温度至-20℃。在90 mL的干燥四氢呋喃内溶入约20 g 2-氯-2-氧-1，3，2-二氧化磷杂环戊烷，将混合物逐渐滴加至烧瓶中反应液内，保持搅拌状态直至滴加结束，并保持反应状态3 h，期间温度维持在-25℃左右。清除烧瓶内产生的三乙胺盐和残留的四氢呋喃[10]，获取透明粘稠的2-（甲基丙烯酰氧）乙基-2-氧-1，3，2-二氧化磷杂环戊烷。

2.2.4 [2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱合成 选取压力瓶，容量为200 mL。将2-（甲基丙烯酰氧）乙基-2-氧-1，3，2-二氧化磷杂环戊烷以及纯化后的乙腈置入压力瓶内，加入量分别为4.5 g和27 mL。将温度设置为-20℃后，在压力瓶中加入无水三甲胺1.8 mL，并快速将瓶封口。将温度提升至60℃并持续14.5 h，然后将温度再次降至-20℃，使压力瓶内生成物结晶，获取白色沉淀物。将白色沉淀物置入干燥氩气内进行过滤，使用乙腈循环处理[11]，最终获取磷脂单体[2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱。

2.3 磷脂磷脂酰胆碱共聚物合成

选取三口烧瓶，容量为1 000 mL。在烧瓶内依次置入固定量的丙烯腈、[2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱和水。将氮气通入烧瓶，保持20 min，将温度设置为反应温度后，将氧化还原引发剂置入烧瓶内，在氮气保护下开始搅拌形成共聚合反应。反应结束后，清除沉淀物，将生成物在去离子水和乙醇中清洗数次。为清除未反应的单体和可溶性均聚物[12]，采用去离子水提纯生成物，并在60℃下抽真空干燥，获取丙烯腈/[2-（甲基丙烯酰氧）乙基]磷脂磷脂酰胆碱共聚物（PANCMPC）。经实验证明，PANCMPC具有较好的亲水性、抗蛋白质吸附性以及血液相容性。

上一篇：调查带入医院的移动设备需定期清洗消毒
下一篇：没有了