表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠及製備與應用的製作方法

2023-06-05 09:09:56

專利名稱：表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠及製備與應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠及製備與應用，屬於醫用矽橡膠材料改性技術。
背景技術：
青光眼是位列全球第二的不可逆性致盲性眼病，我國是世界上患青光眼人口最多的國家，而青光眼也是我國主要致盲性眼病之一。目前，青光眼閥植入術是世界上比較先進的治療各種青光眼的方法，特別是對於治療難治癒性青光眼意義重大。青光眼閥植入術的主要原理就是在患者眼內植入一個引流裝置從而導出房水，降低眼內壓[DeCroos FC, Ahmad S, Kondo Y, et al. Expanded polytetrafluoroethylene membrane alters tissue response to implanted Ahmed glaucoma valve (聚四氟乙烯膜的擴展對組織與 Ahmed 青光眼植入閥之間反應的影響)Current Eye Research, 2009, 34 (7) :562-567]。現代房水引流裝置在結構上的共同特徵是一條柔韌的矽膠管和一個位於眼球赤道部的引流盤[孟娜，任百超.青光眼房水引流裝置的研究進展.國際眼科雜誌，2005， 5(4) :715-718]。此裝置的矽膠管和引流盤使用的材料主要是醫用矽橡膠，即聚二甲基矽氧烷(PDMQ生物彈性體。矽橡膠具有耐熱、耐寒、無毒、耐生物老化、生理惰性、對人體組織反應極小、植入人體組織後不引起異物反應、對周圍組織不引發炎症及較好的物理機械性能等優點[張承焱.矽橡膠在生物醫學領域的應用.有機矽材料，2002，16 (6) :14-17]。但由於矽橡膠分子呈螺旋性，主鏈的矽氧鍵極性降低或抵消，非極性的R基處於螺旋結構的外側，使整個分子極性很低，表現出極強的疏水性，導致植入後與機體的親合力較差[Erlich MA, Parhiscar A. Nasal dorsal augmentation with silicone implants (娃檢膠材質的鼻梁填充物)Facial plastic surgery, 2003,19 (4) :325-330]。因此，矽橡膠製品在植入人體後仍會出現輕微的炎症反應，甚至在臨床應用中會引發很多併發症，如作為治療青光眼的植入裝置，術後幾年即在引流盤周圍形成過厚的纖維包囊，使引流作用喪失[Kaluzny JJ Jozwicki Wjffisniewska H. Histological biocompatibility of new,non—absorbable glaucoma deep sclerectomy implant (新型非吸收性治療青光眼用鞏膜深入植入裝置的 ^IL /Ν ^lJffi Wftiif ^ ) journa 1 of biomedical materials research part b-applied biomaterials,2007,81(2) :403-409]。美國三種主要上市的房水引流裝置植入後2年的成功率約為75%，此後植入失敗率以每年10%左右的百分比發展，植入5年後的成功率只有約 50% [Hong CH, Arosemena A, Zurakowski D, et al. Glaucoma drainage devices :a systematic literature review and current controversies (治療青光目艮用的導流裝置 系統性綜述和目前的一些問題)survey of ophthalmology, 2005, 50 (1) :48-60]。矽橡膠表面過於疏水以及房水引流裝置植入物在眼內組織中的固定不牢引起的與組織間的長期摩擦是植入後期材料表面纖維包囊過厚的主要原因。人們嘗試採用多種方法來解決房水引流裝置植入後期的不良反應。主要還是從改善矽橡膠材料表面強疏水性來進行。在植入物材料表面引入一些親水性的高分子物質，如聚環氧乙烷及其衍生物[Chen H, Zhang Ζ, ChenY, et al. Protein repellant silicone surfaces by covalent immobilization of poly (ethylene oxide)(聚環氧乙烷共價處理的具有抗蛋白性能的矽橡膠表面)biomaterials，2005，26 (15) :2391-2399]，聚環氧乙烷及其衍生物具有大量的親水性基團，可以很好的改善矽橡膠表面的強疏水性，但是由於聚環氧乙烷及其衍生物價格比較昂貴，因此本發明利用聚乙二醇甲醚丙烯酸酯作為表面改性的親水性物質，價格相對低廉，並且也顯著的提高了矽橡膠表面的親水性，此方法在降低了成本的同時，並沒有降低改性效果。實際上，大量研究表明，矽橡膠表面經親水化處理後可顯著降低非特異性蛋白成分的吸附，從而提高其生物相容性，尤其是血液相容性，與此同時並不降低材料的其他使用性能[Chen H, Yuan L, Song W, et al. Biocompatible polymer materials :Role of protein-surface interactions (聚合物材料的生物相容性即材料表面與蛋白之間的相互作用)progress in polymer science, 2008，33 (11) :1059-1087]。矽橡膠的親水化表面改性方法有表面接枝法、等離子技術以及表面塗層法等，其中最常用的方法是表面接枝法。表面接枝法的原理是經一定化學處理後使矽橡膠表面帶有極性基團，而後再利用化學反應將親水性物質接枝到材料表面，從而提高矽橡膠的表面親水性。本發明從降低青光眼植入材料的纖維包囊厚度角度出發，以聚乙二醇甲醚丙烯酸酯(PEGMEA)為親水性物質，採用相對經濟簡單的化學溶脹嵌段法/接枝法對醫用矽橡膠表面進行親水化改性。

發明內容
本發明的目的在於提供一種表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠及製備方法和應用，該醫用矽橡膠表面具有改性結構，親水性好，製備方法簡單，所製得親水性醫用矽橡膠可滿足治療青光眼用導流裝置表面親水性的要求。本發明是通過以下技術方案實現的，一種表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠， 該醫用矽橡膠以聚二甲基矽氧烷為基材料，其特徵在於，該醫用矽橡膠表面具有如式1所示的聚二甲基矽氧烷-聚乙二醇甲醚丙烯酸酯接枝共聚物結構。
權利要求
1. 一種表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠，該醫用矽橡膠以聚二甲基矽氧烷為基材料，其特徵在於，該醫用矽橡膠表面具有如式1所示的聚二甲基矽氧烷-聚乙二醇甲醚丙烯酸酯接枝共聚物結構。
2.一種製備權利要求1所述的表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠的方法，其特徵在於包括以下步驟1)按照聚甲基氫矽氧烷與無水甲醇及與三氟甲磺酸的體積比(100 250) (100 2500) 1配製反應液，記為A反應液，室溫下將乾燥後的聚二甲基矽氧烷醫用矽橡膠置於 A反應液中，於室溫下磁力攪拌反應0. 5 池後，用正己烷和甲醇清洗乾淨，得到表面帶有活性Si-H基團的醫用矽橡膠；2)以分子量為200 IOOOkD的聚乙二醇甲醚丙烯酸酯與異丙醇及與鉬金催化劑按體積比為(1 5) (0. 1 1) 1配製反應液，記為B反應液，將步驟1)得到的帶有活性 Si-H基團醫用矽橡膠放置於B反應液中，於室溫下磁力攪拌反應4 30h後，用丙酮和去離子水清洗乾淨，在PH為7. 4的磷酸鹽緩衝溶液和去離子水中各浸泡5 Mh，再將醫用矽橡膠放入真空乾燥箱中，於溫度70°C下真空乾燥3 4天，即可得到表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠。
3.一種按權利要求1所述的或者按權利要求2所製備的表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠的用途，作為治療青光眼裝置上的導流材料使用。
全文摘要
本發明公開了一種表面具有改性親水結構的醫用矽橡膠及製備與應用。所述的表面親水性矽橡膠的結構為聚二甲基矽氧烷-聚乙二醇甲醚丙烯酸酯接枝共聚物，其上帶有大量的親水性醚鍵。其製備過程為首先在聚(甲基氫矽氧烷)、無水甲醇和三氟甲磺酸的混合溶液中將反應性官能團Si-H基團引入到醫用矽橡膠表面，而後在鉑金催化劑的作用下通過矽氫加成反應將聚乙二醇甲醚丙烯酸酯接枝到醫用矽橡膠表面。本發明的表面親水性醫用矽橡膠製備方法簡單、原料來源豐富，很好地改善了矽橡膠表面的強疏水性，因此本發明滿足了青光眼導流裝置表面親水性的要求。
文檔編號A61L31/06GK102417602SQ20111028202
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者尹玉姬, 張琳 申請人:天津大學