一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法

2023-05-11 18:12:46 2

專利名稱：一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種具良好細胞相溶性和血液相溶性的生物材料製備方法，特別涉及一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法。
背景技術：
聚乳酸(Polylactic acid, PLA)具有良好的生物相容性和生物可降解性，在體內代謝最終產物是CO2和H2O,中間產物乳酸也是體內正常代謝的產物，因而作為生物醫用材料在組織工程以及藥物控釋等領域得到高度重視並廣泛研究。但是，PLA仍存在一些不足，如(I)在降解過程中出現酸致自催化加速降解的效應(生物醫用材料.2000.54-55.)；
(2)疏水性強，沒有可供細胞識別的位點，導致細胞生物相容性不強(JBiomater Sci:Polymer Edn.2001.12(1):107-124.) ； (3)與血液接觸時，PLA的血液相容性不足等(Journalof Electroanalytical Chemistry,2008,621(I):69-74.；European Journal ofPharmaceutics and Biopharmaceutics,2005,59(3):375-388.)。為了克服聚乳酸存在的缺陷，人們展開了廣泛的研究，特別是對PLA進行改性可以顯著提高其生物相容性並進而賦予其生物活性，其中尤以對其進行仿生化修飾是國內外研究的熱點(J Mater Sci Technol.2005,21 (4):571-576 ；Trends Biotechnol.2002，20(1):16-21.)。由於磷脂分子(最重要的是磷脂膽鹼分子)是細胞膜的主要組成部分之一，細胞膜不僅是細胞的物質組成部分，起著保護和支持細胞的作用，而且細胞膜還參與諸如能量轉換、物質運輸、信號傳遞與識別以及細胞的生長和分化等過程，起著極為重要的作用。所以，目前含磷脂的高 分子已經成為高分子生物醫用材料領域的研究熱點。1990年，日本的Ishihara教授(PolymJ.1990,22 =355-360.25)第一個人工合成了含有雙鍵的磷脂膽鹼分子(MPC)，再利用磷脂膽鹼分子的雙鍵與其它高分子的雙鍵共聚，得到了含磷脂膽鹼分子的高分子生物材料。研究表明，這種磷脂膽鹼型高分子材料可以減少材料表面蛋白質的吸附，阻止血小板在材料表面的粘附和聚集，延長材料的凝血時間，增強了材料的血液相容性(J Biomed Mater Res，2003，65A: 164-169.7)，還能夠賦予材料的抗炎性能(J BiomedMater Res 2005，73A:359-366.)等。磷脂膽鹼分子改性PLA的研究報導則為數很少。羅娟等(生物醫學工程學雜誌.2008.25 (6):1344-1348.)用天然甘油磷脂膽鹼與丙交酯開環聚合，獲得磷脂膽鹼改性PLA(PLLA-PC-PLLA);結果表明，由於磷脂膽鹼分子的引入，聚合物分子結構中的磷脂膽鹼功能團在水環境中有向表面遷移的趨勢，PLA的親水性有了很大的改善；在材料上接種培養內皮細胞(ECV304)，證明含生物功能基團磷脂膽鹼的PLA與PLA—樣沒有細胞毒性，內皮細胞可以在其上面黏附、增殖。Iwasaki教授(Biomaterials.2002,23:3897-3903.27)通過丙交酯與卵磷脂共聚，成功將磷脂膽鹼分子引入PLA本體結構中，結果表明:改性PLA材料表面的蛋白質和血小板吸附性能與連接的磷脂膽鹼分子的量有關，隨著PLA基體中磷脂膽鹼分子的增加，材料表面的蛋白質吸附量和血小板粘附量都大大減少，並且磷脂膽鹼分子的引入還抑制了白細胞的粘附能力。Yasuhiko等(Biomaterials.2002,23:3897-3903.)將憐脂膽喊分子與2-乙基己基甲基丙烯酸(2-ethylhexyl methacrylate, EHMA)進行共聚,然後再與PLGA材料進行共混,發現這種材料能夠明顯減少PLGA材料引起的發炎反應。Junji等(Materials Science andEngineering C.2006,2:227-231Science and Technology of Advanced Materials.2004,4:539-544.)將含雙鍵的MPC與n_丁基甲基丙烯酸甲酯以及末端含有雙鍵的PLA進行三元共聚，其產物中磷脂膽鹼使在材料表面的蛋白質粘附量減少，改性物鏈段增強了材料對於細胞粘附的能力；合理調控MPC與PLA的比例則可以很好的控制細胞的粘附生長行為。因此，應用磷脂膽鹼分子來仿生改性聚乳酸材料將有效提高聚乳酸材料的生物相容性，賦予聚乳酸材料新生物活性，對拓寬聚乳酸生物醫用材料製備體內植入醫療器械，特別是血液相容性良好的內置器械，具有非常重要的科學意義與使用價值。

發明內容
針對上述存在的技術問題，本發明的目的在於提供一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法。利用2-丙烯醯氧基乙基磷脂膽鹼的雙鍵與馬來酸酐/ 丁二胺改性聚乳酸的氨基進行Micheal加成反應，實現對聚乳酸的磷脂膽鹼仿生修飾。其合成路線如下:
權利要求
1.一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法，其特徵包括以下過程: 利用2-丙烯醯氧基乙基磷酸膽鹼的雙鍵與馬來酸酐/ 丁二胺改性聚乳酸的氨基進行Micheal加成反應，實現對聚乳酸的磷脂膽鹼仿生修飾。其合成路線如下:
2.DPLA的合成 在三口燒瓶中加入5mL BDA的四氫呋喃(THF);將一定量的MPLA溶於50mL THF後，在攪拌狀態滴入燒瓶，控制反應溫度低於20°C。滴加完畢後，升高溫度至37V反應30min。BDA按其化學計量的200%加入。反應完畢後，將產物滴入過量蒸餾水中，收集表面膜，得到白色絮狀DPLA。進而，以THF和水體系沉澱分離純化3次，真空乾燥，備用。
3.2-丙烯醯氧基乙基磷酸膽鹼(APC)的合成 丙烯酸 2-羥乙酯(HEA，2.811g，24.2mmol)和三乙基胺(TEA, 2.45g,24.2mmol)混合加入20mLTHF中，IS氣保護，並降溫至_15°C，備用。2-氣-2-氧_1，3, 2- 二氧憐雜環戍燒(COP, 3.46g，24.2mmol)溶於1020mL THF，在30min內滴加到HEA溶液中，攪拌反應4h，過濾並除去溶劑，得到2- (2-氧-1，3，2-二氧磷雜環丙烯酸乙酯(OPEA)。將OPEA中間體(3.94g，.17.7mmol)溶於30mL乙腈，在攪拌下加入2mL三甲基胺，在60°C下反應7h。將反應混合物溶液降溫至_15°C維持72h。得到的沉澱產物即為2-丙烯醯氧基乙基磷酸膽鹼。
4.磷酸膽鹼仿生修飾聚乳酸(PLA-PC)的合成 在IOOmL三口燒瓶中加入APC(4g，0.014mol)的THF溶液中(20mL)，通氮氣保護，在(TC逐滴加入DPLA的THF溶液，滴加完畢後在O°C下繼續攪拌30min，然後在室溫下反應72h。反應完畢後經甲醇沉澱去除未反應單體，得到產物PLA-PC。
權利要求保護整個修 飾反應過程的整體設計，也包括具體的過程中的每一步的反應設計及條件。
全文摘要
本發明涉及一種磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料的製備方法。針對目前聚乳酸作為生物醫用材料仍存在降解過程中出現酸致自催化加速降解的效應；疏水性強，沒有可供細胞識別的位點，導致細胞生物相容性不強；與血液接觸時，聚乳酸的血液相容性不足等問題。本方法主要包括以下過程首先通過自由基聚合反應將馬來酸酐接枝到聚乳酸側鏈上，然後再將丁二胺與馬來酸酐反應，通過引入的活性反應基團氨基與2-丙烯醯氧基乙基磷脂膽鹼的雙鍵進行Micheal加成反應，實現對聚乳酸的磷脂膽鹼仿生修飾。利用本發明製備的磷脂膽鹼仿生修飾聚乳酸材料與聚乳酸相比具有明顯抑制酸致降解作用，具有良好的細胞相容性和血液相容性。
文檔編號C08G63/91GK103159947SQ201110412659
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優先權日2011年12月12日
發明者傅亞, 王遠亮, 黃美娜, 卓鳳萍, 任凌燕, 陳芳, 陳楠 申請人:傅亞