一種仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料的制備及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，特別涉及一種仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料 的制備及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著生物醫(yī)學(xué)的發(fā)展，生物材料的應(yīng)用變得越來越廣泛和重要，而生物材料的關(guān) 鍵性能是其生物相容性。由于生物醫(yī)用材料往往需要與人體體表、血液、體液接觸，有的甚 至要求永久性植入體內(nèi)，為了保證其使用的安全性，必須具備優(yōu)良的生物相容性。理想生物 醫(yī)用材料設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)對(duì)生命體系與材料界面之間在分子水平和細(xì)胞水平上相互 作用的有效調(diào)控，而仿生材料技術(shù)已被認(rèn)為是研制高品質(zhì)生物醫(yī)用材料的重要途徑。
[0003] 磯酸膽堿是廣泛存在于動(dòng)物和植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)單元磯脂的親水極性頭部分， 由帶一個(gè)負(fù)電荷的磯酸基及帶一個(gè)正電荷的膽堿季胺基構(gòu)成，不僅對(duì)保持正常細(xì)胞的形 狀、大小和生理功能具有重要的作用，還具有顯著的蛋白排斥特性，可W極大程度地降低 蛋白質(zhì)在其上的吸附，從而減少免疫系統(tǒng)的活化和血小板的沉積。含磯酸膽堿的仿生聚 合物材料表現(xiàn)出良好的血液相容性和抑制蛋白質(zhì)吸附等優(yōu)異性能而受到廣泛關(guān)注。國 際著名期刊 Nano Today 發(fā)表了 一 篇論文；R. Matsuno, K. Ishihara, Integrated functional nanocolloids covered with artificial cell membranes for biomedical applications. (Nano Today, 2011, 6, 61-74)。國際著名期刊 Materials Letters 發(fā) 表了一篇論文：Zehu Wang, Rong Zeng, Mei Tu, Jianhao Zhao. A novel biomimetic chitosan-based nanocarrier with suppressing non-specific protein interactions. (Materials Letters, 2012，77: 38-40)。中國專利 CN 195288 B 公開了一種防止蛋白質(zhì) 吸附的眼鏡材料的制造方法；中國專利CN 101979419 B公開一種具有抗吸附功能的高強(qiáng) 度水凝膠及其制備方法，W上制備的生物材料在生物醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展。
[0004] 液晶態(tài)也是在生命體系中廣泛存在，所有生物膜都具有典型的液晶結(jié)構(gòu)，生命過 程中的許多重要功能都與生物膜分子的液晶態(tài)構(gòu)象與運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。從仿生設(shè)計(jì)的角度出 發(fā)，模擬生物膜表面液晶態(tài)結(jié)構(gòu)，制備了一系列生理溫度下呈液晶態(tài)的液晶及其聚合物復(fù) 合膜基生物材料，能表現(xiàn)出良好的血液相容性和細(xì)胞相容性，是一種理想仿生生物醫(yī)用材 料。中國組織工程研究與臨床康復(fù)公開了一篇W陳海豐、曾戎、屠美等發(fā)表的名為液晶/聚 氯己帰復(fù)合膜的表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)控及蛋白吸附研究（中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2010， 14(20:3839-3842)。同時(shí)，國際著名期刊Carbohy化ate Polymers也公開了；Wa叫ing 化n, Mei Tu, Rong Zeng, Jianhao Zhao, Changren Zhou. Preparation, characterization and cytocompatibility of polyurethane/cellulose based liquid crystal composite membranes. (Carbohy化ate Polymers, 2012, 90(3): 1353-1361)。但上述液晶態(tài)材料在 生理溫度下在分子水平無法實(shí)現(xiàn)仿生結(jié)構(gòu)的制造，且存在疏水性較大等缺點(diǎn)，限制了其應(yīng) 用。因此，制備一種在分子水平和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)上都可W實(shí)現(xiàn)仿生設(shè)計(jì)，且可改善液晶膜的表 面親水性和生物相容性，可廣泛用于組織工程、醫(yī)用敷料及介入和植入性醫(yī)療器械的生物 醫(yī)用材料是當(dāng)前有待解決的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)仿生生物醫(yī)用材料仿生程度低，疏水性大的缺陷。本發(fā)明提供 一種仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料的制備及其用途，W解決W上難題。
[0006] 本發(fā)明的目的之一是提供一種仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料的制備方法，包 括W下步驟： (1) 將聚合物液晶材料溶于成膜溶劑中形成濃度為1~10 wt%均質(zhì)溶液，將其涂覆在基 材上形成液晶膜； (2) 將步驟（1)得到的液晶膜浸入含濃度為2~20 wt%的磯酸膽堿的己帰基單體和濃度 為0. 01~0.1 moL/L阻聚劑的水溶液中浸泡0. 5~12h，浸泡溫度為20~6(TC，然后在室溫下進(jìn) 行共福照處理，福照總劑量為5k~lOOkGy ; (3) 將步驟（2)中經(jīng)福照處理后的液晶膜取出，離子水清洗，真空干燥后，即得到一種仿 細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料。
[0007] 本發(fā)明仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料的制備方法中步驟（1)的聚合物液晶材 料為為的輕丙基纖維素醋中的一種或其組合物，優(yōu)選為輕丙基纖維素丙醋、輕丙基纖 維素下醋或輕丙基纖維素辛醋，在生理溫度下呈現(xiàn)液晶態(tài)，可W構(gòu)建具有良好生物相容性 的高分子液晶復(fù)合材料。
[0008] 在步驟（1)的成膜溶劑為四氨巧喃和丙麗中的一種或其組合物；所述的基材為高 分子材料、金屬或陶瓷，其中步驟（1)的涂覆工藝選自噴涂、旋涂、浸涂、淋涂、德鑄或流延的 方式將聚合物液晶材料涂覆成液晶膜。
[0009] 本發(fā)明仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料的制備方法中步驟（2)中液晶膜表面面 積（cm2):水溶液體積（mL) = 5 : 1~1 : 5。
[0010] 另外，步驟（2)中含磯酸膽堿的己帰基單體為甲基丙帰醜氧己基磯酸膽堿或丙帰 醜氧己基磯酸膽堿；所述的阻聚劑為化"或化"鹽；所述的共福照為 6°C〇-y射線或電子束 處理。
[0011] 本發(fā)明的制備所得的仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料在制備醫(yī)用敷料、介入器 械、植入器械或與血液接觸的醫(yī)療器械中的應(yīng)用。
[0012] 本發(fā)明的的原理；輕丙甲纖維素酸醋是一類膽留型液晶態(tài)高分子，通過加入成膜 溶劑涂覆成膜可形成模仿生物膜聚集態(tài)液晶結(jié)構(gòu)的基膜；進(jìn)一步利用共福照技術(shù)引發(fā)含磯 酸膽堿基團(tuán)的己帰基單體在其表面接枝聚合形成親水性磯酸膽堿聚合物，從而獲得同時(shí)模 仿細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的仿生液晶膜材料，具有優(yōu)良的親水性和生物相容性， 在生物醫(yī)用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0013] 總之，本發(fā)明的仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的聚合物液晶膜材料，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的 優(yōu)點(diǎn)及效果： 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的制備方法工藝簡單、成本低、生產(chǎn)周期短、具有良好的 工業(yè)化實(shí)用前景，且利用民用核技術(shù)做到了節(jié)能減排，降低環(huán)境污染；得到的仿細(xì)胞膜結(jié)構(gòu) 的聚合物液晶膜材料同時(shí)模仿了細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，具有良好的表面生物性 能，在醫(yī)用敷料、介入植入器械、與血液接觸的醫(yī)療器械等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0014]
【附圖說明】： 圖1為本發(fā)明細(xì)胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前后的X射線光電子能譜圖； 其中：1為細(xì)胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前的X射線光電子能譜圖， 2為細(xì)胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝后的X射線光電子能譜圖。