一种改性高分子膜材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种改性高分子膜材料及其制备方法，改性高分子膜材料主要在高分子膜材料表面接枝磷酰胆碱两性离子和肝素两种具有抗凝作用物质的涂层。涂层的制备方法包括以下步骤：第一步，高分子膜材料表面接枝磷酰胆碱和丙烯酰胺类共聚物；第二步，将经过上述处理的高分子膜材料放入清洗液中清洗、浸泡、干燥；第三步，将第二步干燥后的高分子膜材料上接枝的剩余氨基与经EDC和NHS活化的肝素溶液反应得到表面复合接枝磷酰胆碱两性离子和肝素涂层的改性高分子膜材料。本发明专利技术可制备力学性能良好、亲水性好、且长效抗凝的改性高分子膜材料；制备的肝素涂层均匀，肝素接枝量高，可达6.3μg/cm2,具有良好市场前景。,具有良好市场前景。,具有良好市场前景。

【技术实现步骤摘要】
一种改性高分子膜材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物医用高分子材料领域，尤其涉及一种改性高分子膜材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]高分子材料因其良好的机械性能、耐磨性和加工性能被广泛应用于与体液或血液接触的材料。聚氨酯作为其中一种重要的医用材料，在人工心脏、人工血管方面应用十分广泛。聚氨酯生物材料目前可用于介入类手术的导管、输尿管导管、伤口敷料、人工心脏、人工心脏瓣膜、静脉输液港等医疗器械。
[0003]医用聚氨酯材料可以根据化学组成分为聚酯型聚氨酯、聚醚型聚氨酯以及聚碳酸酯型聚氨酯等。聚酯型聚氨酯是以聚酯多元醇为基础合成的聚氨酯材料，但酯键同样容易受到水的影响发生降解反应，从而限制了其在长期植入材料方面的应用；聚醚型聚氨酯是以聚醚多元醇为基础合成的聚氨酯材料，由于其聚醚链易发生分解，这限制了其在植入材料方面的应用；此外，由于聚醚链的柔顺性，使聚醚型聚氨酯材料对水和水蒸气的透过率高，当作为医疗设备材料应用时，这对设备的金属部件有很大的威胁；聚碳酸酯型聚氨酯(PCU)相对其他聚氨酯材料具有更好的生物相容性，同时，其化学结构决定了其在生物体内更加稳定，可以满足长期植入型应用对材料提出的要求。
[0004]虽然聚氨酯材料具有良好的生物相容性，但当其与血液直接接触时，仍会发生凝血和溶血现象，从而引起血栓。为解决这一问题，研究者通过表面改性的方法对材料进行抗凝的研究。其中，肝素和磷酰胆碱（PC）是研究的热点。肝素可以抑制凝血活酶的活力，从而抑制凝血酶原变成凝血酶，使之不能发挥促进纤维蛋白原变成纤维蛋白的作用，组织血小板的聚集，从而具备抗凝血性能。磷酰胆碱是组成细胞膜的基本单元的亲水端基，在外层细胞膜中占重要地位，直接影响生物体细胞与外界发生作用。磷酰胆碱基团含有季铵基团和磷酰基团，同时带有正负两种电荷，是两性离子结构，具有很强的结合水能力。通过模仿细胞外磷脂双层膜的构造，富含磷酰胆碱基团的材料在生物体内将其修饰成天然成分，使其具有优良的生物相容性，表面不易吸附血小板，提高材料抗凝血性能。
[0005]专利CN104629058A公开了一种肝素化聚氨酯膜制备方法，以带羧基的聚氨酯膜为基底，通过1
‑
乙基
‑3‑
（二甲基丙胺）碳二亚胺（WSC）对聚氨酯表面羧基活化，然后接枝肝素，制备肝素化的聚氨酯膜。然而聚氨酯膜表面的羧基量有限，活性基团较少，导致肝素的接枝效率很低。
[0006]专利CN101967235A公开了一种磷酰胆碱改性聚氨酯生物材料及其制备方法，其中采用等离子体表面改性的方法，在材料表面引入功能性分子或基团，降低接触角，提高抗凝血性能。但是经过等离子体处理的膜表面接枝并不牢靠，不能满足表面改性的时长要求。
[0007]专利CN112316218A公开了一种两性离子聚合物与肝素复合涂层和制备方法及应用，其中采用多巴胺溶液形成介导层，随后通过浸入两性离子聚合物溶液形成酰胺键接枝肝素。但是这种方法形成的膜表面氨基或羧基含量有限，导致肝素接枝效率较低；同时这种
多巴胺粘附的方法可能会影响膜的力学性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题之一在于，提供一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料，通过在高分子膜材料的表面化学接枝磷酰胆碱，引入磷酰胆碱两性离子和N
‑
(3
‑
氨基丙基)甲基丙烯酰胺，在具有抗凝效果的同时，提供大量肝素接枝位点（氨基），然后采用1
‑
（3
‑
二甲氨基丙基）
‑3‑
乙基碳二亚胺（EDC）化学接枝肝素，通过聚磷酰胆碱两性离子与生物活性的肝素两种抗凝血作用的结合，使改性高分子膜材料的抗凝血效果更高效持久。
[0009]本专利技术所要解决的技术问题之二在于，提供一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料的制备方法，磷酰胆碱和肝素抗凝涂层仅在高分子膜材料表面结合。
[0010]本专利技术通过下述技术方案得以解决：为解决上述技术问题之一，本专利技术的一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料的表面为化学接枝磷酰胆碱和肝素两种具有抗凝作用物质的涂层。
[0011]在一个实施方式中，所述高分子膜材料包括聚氨酯（PU）膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）膜、聚四氟乙烯（PTFE）膜、聚醚醚酮（PEEK）膜、聚酰亚胺（PI）、聚酰胺（PA）、超聚氨酯量聚乙烯（UMWPE）膜、聚苯乙烯弹性体（SIBS）膜中的一种或多种组合。
[0012]在一个实施方式中，改性高分子膜材料的厚度为0.01～2mm。
[0013]进而，为解决上述技术问题之二，本专利技术的一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将所述高分子膜材料置于异丙醇溶液中清洗，随后用纯化水清洗，干燥，置于含N
‑
(3
‑
氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐(APMA)和二甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)的前处理溶液中，在含铈化合物的引发下，得到含有聚磷酰胆碱两性离子(PMPC)和多个所述肝素结合位点（聚N
‑
（3
‑
氨基丙基）甲基丙烯酰胺盐酸盐的氨基（PAPMA）的氨基）的膜材料；（2）将步骤（1）中的所述膜材料置于清洗液中清洗，浸泡，干燥；（3）将步骤（2）中的所述膜材料置于含1
‑
（3
‑
二甲氨基丙基）
‑3‑
乙基碳二亚胺（EDC）和 N
‑
羟基丁二酰亚胺（NHS）的肝素溶液中反应，清洗，干燥后得到表面复合接枝所述磷酰胆碱和所述肝素抗凝涂层的所述改性高分子膜材料。
[0014]在一个实施方式中，步骤(1)中的所述高分子膜材料由编织法、静电纺丝法、溶液凝固法、浸提法、喷涂法中的一种或多种方法制备。
[0015]在一个实施方式中，步骤(1)的中所述异丙醇溶液的浓度为2.5～25%；所述异丙醇溶液和所述纯化水的清洗时间为10～30min。
[0016]在一个实施方式中，步骤(1)中的所述APMA的浓度为5～25% w/v；所述MPC的浓度为5～25%w/v。
[0017]在一个实施方式中，步骤(1)中的所述前处理溶液需要先去除溶液中的氧气再加入所述含铈化合物；所述含铈化合物中铈离子浓度为0.01～0.1M。
[0018]在一个实施方式中，所述含铈化合物包括三氧化二铈、氯化铈、氟化铈、碳酸铈、磷酸铈、硝酸铈、硝酸铈铵中的一种或多种组合。
[0019]在一个实施方式中，步骤(1)中的反应温度为40～60℃，反应时间为12～24h，全程不能有氧气参与反应，反应为氩气保护。
[0020]在一个实施方式中，步骤(2)中的所述清洗液为纯化水、磷酸盐缓冲液（PBS溶液）、Triton X
‑
100溶液中的一种；浸泡时间为12～24h；干燥方式为室温干燥或真空干燥。
[0021本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
X
‑
100溶液中的一种；浸泡时间为12～24h；干燥方式为室温干燥或真空干燥。12.根据权利要求4所述的一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述肝素溶液的溶剂为pH=5
‑
6的2
‑
吗啉代乙磺酸缓冲液，所述2
‑
吗啉代乙磺酸缓冲液的含量为0.05～0.5M。13.根据权利要求4所述的一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述肝素溶液可以由肝素或者肝素钠制备；所述肝素溶液的浓度为0.5～5mg/ml。14.根据权利要求4所述的一种表面复合接枝磷酰胆碱和肝素抗凝涂层的改性高分子膜材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡艳飞，刘欢，胡蝶，陈金婷，
申请(专利权)人：宁波健世科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：