一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备，首先双端或多羟基聚乙二醇、酶促反应使用的酶溶解在水中，搅拌均匀。然后将酶促聚合的单体加入到体系中搅拌均匀,随后对混合溶液进行鼓氮气处理，除去其中的氧气，控制酶促反应，进行聚合过程。聚合过程结束后通入空气，降温，对得到的混合物进行一定程度的挤压后，进行冷冻干燥处理，得到高亲水性生物医用高分子材料。

Method for preparing high surface hydrophilic biological medical high molecular material

The invention relates to a preparation of high surface hydrophilic biological medical macromolecule material. Firstly, the double or polyhydroxy polyethylene glycol and the enzyme used for enzymatic reaction are dissolved in water, and the mixture is uniformly stirred. Then, the enzyme polymerized monomer is added to the system to be stirred evenly, and then the mixed solution is treated by beating nitrogen, removing the oxygen therein, controlling the enzymatic reaction, and conducting the polymerization process. After the polymerization process, the air is injected into the air to cool down, and the mixture is pressed to a certain extent to be freeze-dried, and a high hydrophilic biomedical polymer material is obtained.

【技术实现步骤摘要】
一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备方法
本专利技术涉及制备一种高表面亲水性生物医用高分子材料的方法。
技术介绍
生物医用高分子材料具有良好的生物相容性，在生物医疗领域有巨大的应用潜力。但是，一些生物医用高分子材料的表面缺少极性含氧基团，疏水性强，影响了细胞的黏附和增长，降低了其生物相容性，在生物体内长期存在容易引发炎症，制约了其在生物医学领域中的应用。人们对生物医用高分子材料表面进行大量的改性研究工作，包括：化学方法、等离子体处理和激光处理等，以降低表面疏水性，提高表面亲水性，从而，改善生物相容性。其中，化学方法和等离子体处理等方法复杂且效果有限。而等离子和激光处理对材料和设备的要求极高。因此急需开发一种操作简单简便、工业生产便捷的制备高亲水性表面生物医用高分子材料的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备高表面亲水性生物医用高分子材料的方法。酶促聚合又称为酶催化聚合，是在酶的作用下使单体聚合称为高分子的一种绿色合成方法。酶是由生物细胞产生的生物体内新陈代谢不可或缺的具有催化功能的生物催化剂，大部分为蛋白质，少数为RNA或其复合体。酶可以在常温、常压、中性pH等相对温和的条件下，高度专一有效地催化底物发生反应，极为可贵的是酶促反应几乎没有副反应产生。酶催化生物体内的化学反应极为复杂，但与普通的化学催化剂相比，具有高度的选择性，反应条件温和以及高催化效率等优点，此外酶促反应大多发生在水环境中，大大减少了有机溶剂的使用。酶促反应已然成为当代技术革命中的一个重要的课题。而其中，酶促反应制备的聚己内酯、聚乳酸、聚羟基乳酸等由于其优异的生物相容性在医用材料领域得到广泛的应用。本专利技术使用双羟基聚乙二醇作为聚合的初始剂，在水溶液中的生物酶的作用下，对分散在水溶液中的己内酯、乳酸等单体进行酶促聚合，一步法得到包含有亲水性聚乙二醇的交联的包含有水的水凝胶。然后对交联的该材料进行挤压，使其中的水挤压出其中的大部分。挤压通常是在常温下进行。如果在低于0℃进行，水会结冰。高于材料的玻璃化转变温度就会变成橡胶一样的材料。挤压出水的过程，理论上也会有包藏在水凝胶内部的聚乙二醇链段从中流动到材料表面来。随后，对除去绝大部分水的该材料进行冷冻干燥处理，除去其中痕量的水，得到高表面亲水性的生物医用高分子材料。一种制备缓释多肽生长因子水凝胶的方法，包括以下制备步骤：（1）将多端基或双端基为羟基的聚乙二醇、酶促聚合反应酶均匀分散到水中，形成均一溶液。双端羟基聚乙二醇的分子量为分子量为300-3000；所述多端基或双端基聚乙二醇与水的质量份数比为1-40/100；所使用的酶要与所要聚合的单体相统一。固定化脂肪酶Novozyme-435、蛋白酶K等生物酶都可用于己内酯、乳酸等单体的聚合物。（2）将单体慢慢滴加到上述溶液中，并进行一定强度的机械搅拌，使得体系变得均一。可选的，所述单位为加入的酶能够酶促聚合的单体，包括乳酸、羟基乳酸、己内酯等；同时所述单体和引发剂的质量份数比为100/0.1-10；双端基或多端基羟基乙二醇与单体的质量比为100/50-800。（3）将所得混合溶液进行鼓惰性气体，停止搅拌，加热，进行聚合过程。进一步地，加热的温度为0-100℃，可选地，加热的温度为0℃、10℃、20℃、40℃、60℃、80℃、90℃或100℃，其中优选65℃。（4）聚合过程结束后降温通空气，使酶促反应停止，即得到包含亲水性链段聚乙二醇且含水的水凝胶。（5）对得到的水凝胶进行挤压处理，除去其中包含的水。随后对产品进行0—-80℃的冷冻干燥处理，既得到高表面亲水的生物医用高分子材料。酶促反应之后的酶变形成为多肽，能够被生物体直接吸收，不会有任何副反应。此外，该反应转化率很高，痕量的未反应单体如乳酸、己内酯等不会对生物体产生毒性。对得到的材料进行接触角测定，其接触角远小于聚乳酸材料的接触角，在8-36度之间，表明该材料表面具有优良的亲水性。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术克服了现有技术的不足，通过条件极为温和和水环境中能够有效进行的酶促反应，一步法得到了包含有亲水性链段交联的含水的生物医用水凝胶，随后对水凝胶进行挤压除水后进行冷冻干燥处理，就得到了高表面亲水性的生物医用材料。该材料的制备为一次性制备方法，不进行任何后续处理。且该方法无任何副反应，操作简单，无有毒有害物质。该材料为生物相容性优异的材料，且随着时间的推进几乎没有任何分解，不会产生任何不良影响。该材料具有优异的表面亲水性，其接触角在8-36度之间，比其他后处理材料表面得到的材料具有明显优势。该方法操作简便，适宜大规模放大生产。具体实施方式：下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下面实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。（1）将多端基或双端基为羟基的聚乙二醇、酶促聚合反应酶均匀分散到水中，形成均一溶液。双端羟基聚乙二醇的分子量为分子量为300-3000；所述多端基或双端基聚乙二醇与水的质量份数比为1-40/100；所使用的酶要与所要聚合的单体相统一。固定化脂肪酶Novozyme-435、蛋白酶K等生物酶都可用于己内酯、乳酸等单体的聚合物。（2）将单体慢慢滴加到上述溶液中，并进行一定强度的机械搅拌，使得体系变得均一。可选的，所述单位为加入的酶能够酶促聚合的单体，包括乳酸、羟基乳酸、己内酯等；同时所述单体和引发剂的质量份数比为100/0.1-10；双端基或多端基羟基乙二醇与单体的质量比为100/50-800。（3）将所得混合溶液进行鼓惰性气体，停止搅拌，加热，进行聚合过程。进一步地，加热的温度为0-100℃，可选地，加热的温度为0℃、10℃、20℃、40℃、60℃、80℃、90℃或100℃，其中优选65℃。（4）聚合过程结束后降温通空气，使酶促反应停止，即得到包含亲水性链段聚乙二醇且含水的水凝胶。（5）对得到的水凝胶进行挤压处理，除去其中包含的水。随后对产品进行0—-80℃的冷冻干燥处理，既得到高表面亲水的生物医用高分子材料。其中No.1、2、4、5使用的单体为乳酸；No.3、6、7、9使用的单体为己内酯；其他实施例为乳酸和羟基乳酸的混合单体。尽管已用具体实施例来说明和描述了本专利技术，然而应意识到，在不背离本专利技术的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本专利技术范围内的所有这些变化和修改。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：（1）将多端基或双端基为羟基的聚乙二醇、酶促聚合反应酶均匀分散到水中，形成均一溶液；（2）将酶促聚合的单体加入到上述溶液中；（3）将所得溶液进行鼓氮气脱氧处理，控制反应温度，进行酶促聚合过程；（4）聚合过程结束后降温通空气，降温；（5）对得到的混合物进行一定程度的挤压后，进行冷冻干燥处理，得到高亲水性生物医用高分子材料；步骤（1）‑（3）的顺序可以调整以实现酶促聚合为目的。

【技术特征摘要】
1.一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：（1）将多端基或双端基为羟基的聚乙二醇、酶促聚合反应酶均匀分散到水中，形成均一溶液；（2）将酶促聚合的单体加入到上述溶液中；（3）将所得溶液进行鼓氮气脱氧处理，控制反应温度，进行酶促聚合过程；（4）聚合过程结束后降温通空气，降温；（5）对得到的混合物进行一定程度的挤压后，进行冷冻干燥处理，得到高亲水性生物医用高分子材料；步骤（1）-（3）的顺序可以调整以实现酶促聚合为目的。2.根据权利要求1所述的一种高表面亲水性生物医用高分子材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中的多端基或双端基为羟基的聚乙二醇分子量为300-1500；所述多端基或双端基聚乙二醇与水的质量份数比为1-40...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚明海，
申请(专利权)人：戚明海，
类型：发明
国别省市：江苏,32