一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法

摘要

本发明公开了一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法，包括以下步骤：在烧瓶中加入2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸，二环己基碳二亚胺，4-二甲氨基吡啶，二氯甲烷，在氮气保护下搅拌溶解，逐滴加入叠氮乙醇搅拌，用稀盐酸和蒸馏水洗涤，减压蒸馏除去溶剂得到黄色油状液体a；在大试管中加入MPC，中间体a，偶氮异丁腈和无水乙醇后在其均匀溶解后大试管经过三次“抽真空-通入高纯氮气”操作排去氧气后将试管在高纯氮气保护下密封进行避光反应；反应液用三氯甲烷／乙醚混合溶剂沉淀并收集固体。采用本发明技术方案，有良好的生物相容性，能实现抑制蛋白吸附、抗凝血、表面润滑等多种效果，有良好的医用前景。

权利要求

1.一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)在烧瓶中加入1.10g 2-十二烷基三硫代碳酸酯基-2-甲基丙酸，0.93g二环己基碳二亚胺，0.55g 4-二甲氨基吡啶，12mL二氯甲烷，在氮气保护下搅拌溶解，逐滴加入

1.00g叠氮乙醇，在25℃下避光搅拌12h，依次用稀盐酸和蒸馏水洗涤，在40℃减压蒸馏除去溶剂得到黄色油状液体a，其结构为：步骤2)在大试管中依次加入2.95g 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱，216mg中间体a，16mg偶氮异丁腈，加入10mL无水乙醇，待上述混合物均匀溶解，大试管经过三次“抽真空-通入高纯氮气”循环操作排去氧气，排气后将试管在高纯氮气保护下密封，在60℃下避光反应20小时；反应液用体积比为1∶4的三氯甲烷/乙醚混合溶剂沉淀并收集固体，固体产物用真空干燥。

2.根据权利要求1所述的可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料的合成方法，其特征在于，所述步骤(2)中的产物为具有叠氮终端的2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱聚合物，且结构式为：

3.根据权利要求2所述的可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料的合成方法，其特征在于，所述聚合物的合成工艺使用带有叠氮基团的链转移剂a，其结构式为：a由三硫代碳酸酯与叠氮乙醇通过步骤1)反应生成。

说明书

一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法

技术领域

[0001] 本发明涉及人造细胞材料及其合成方法，具体涉及一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法。

背景技术

[0002] 2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)聚合物是一种新性仿生医用材料，由于其可以在材料表面形成具有细胞膜结构的薄膜，又被称为人造细胞膜。这种材料能够发挥良好的水分亲和、抑制蛋白质的吸附和细胞的黏附、表面润滑等效果，具有良好的生物相容性，这些特性使其在生物医学领域如人工心脏、人工血管及血管支架、生物芯片等方面有着良好的应用潜力。

[0003] 目前，在医用材料表面制备人造细胞膜涂层的方法主要有以下三种：其一是直接将MPC聚合物涂覆在材料表面，依靠物理吸附形成人造细胞膜层，该方法的缺点是涂层的结合强度较低，不利于长期使用。其二是在MPC聚合物中引入反应性化学基团，如羧基，在材料表面通过化学键合形成较稳定的人造细胞膜层，该方法的缺点是普适性差，只能用于特定的有活性化学基团的材料。其三是通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)在材料表面长出MPC聚合物链，形成人造细胞膜层，该方法的缺 点是反应过程中使用的金属络合物容易造成材料表面的污染，处理工艺复杂。

发明内容

[0004] 为克服现有技术中的不足，本发明提供一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法。

[0005] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

[0006] 一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法，包括以下步骤：

[0007] 步骤1)在烧瓶中加入1.10g 2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(CAS：461642-78-4，三硫代碳酸酯)，0.93g二环己基碳二亚胺(DCC)，0.55g4-二甲氨基吡啶(DMAP)，12mL二氯甲烷(DMC)，在氮气保护下搅拌溶解，逐滴加入1.00g叠氮乙醇，在25℃下避光搅拌12h，依次用稀盐酸和蒸馏水洗涤，在40℃减压蒸馏除去溶剂得到黄色油状液体a，a的结构式为：

[0008]

[0009] 步骤2)在大试管中依次加入2.95g MPC，216mg中间体a，16mg偶氮异丁腈(AIBN)，加入10mL无水乙醇，待上述混合物均匀溶解，大试管经过三次“抽真空-通入高纯氮气”循环操作排去氧气，排气后将试管在高纯氮气保护下密封，在60℃下避光反应20小时；反应液用体积比为1：4的三氯甲 烷／乙醚混合溶剂沉淀并收集固体，固体产物用真空干燥。

[0010] 进一步的，所述步骤(2)中的MPC聚合物也称为Azide-Terminated Poly2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，AT-PMPC，且结构式为

[0011]

[0012] 进一步的，所述MPC聚合物的合成工艺2)中使用带有叠氮基团的a作为链转移剂，a通过反应步骤1)制备。

[0013] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0014] 1、反应产物的化学结构通过1H-NMR和紫外-可见光吸收光谱分析得到确认，反应转化率大于60％。

[0015] 2、产物聚合度为20左右，分散系数DPI=1.3，分子量分布较窄。

[0016] 3、该方法在MPC聚合物链的头端引入了叠氮基团，叠氮基团可以在紫外光诱发下与胺基、甲基等多种基团键合，使聚合物链枝接在多种材料的表面，形成仿生“纳米刷”结构，“纳米刷”的长度在100纳米以内，在不影响材料力学及结构特性的同时能有效改善材料的表面性能，聚合物链中的MPC基团具有良好的生物相容性，能实现抑制蛋白吸附、抗凝血、表面润滑等多种效果，具有良好的医用前景。

[0017] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

[0018] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0019] 图1为本发明的反应机理示意图；

[0020] 图2为本发明的MPC聚合物的反应机理示意图。

具体实施方式

[0021] 下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

[0022] 一种可应用于光诱导枝接的人造细胞膜材料及其合成方法，包括以下步骤：

[0023] 步骤1)在烧瓶中加入1.10g2-(十二烷基三硫代碳酸酯基)-2-甲基丙酸(CAS：461642-78-4，三硫代碳酸酯)，0.93g二环己基碳二亚胺(DCC)，0.55g4-二甲氨基吡啶(DMAP)，12mL二氯甲烷(DMC)，在氮气保护下搅拌溶解，逐滴加入1.00g叠氮乙醇，在25℃下避光搅拌12h，依次用稀盐酸和蒸馏水洗涤，在40℃减压蒸馏除去溶剂得到黄色油状液体a，a的结构式为

[0024]

[0025] 步骤2)在大试管中依次加入2.95g MPC，216mg中间体a，16mg偶氮异丁腈(AIBN)，加入10mL无水乙醇，待上述混合物均匀溶解，大试管经过三次“抽真空-通入高纯氮气”循环操作排去氧气，排气后将试管在高纯氮气保护下密封，在60℃下避光反应20小时；反应液用体积比为1：4的三氯甲烷／乙醚混合溶剂沉淀并收集固体，固体产物用真空干燥。

[0026] 进一步的，所述步骤(2)中的MPC聚合物也称为Azide-Terminated Poly2-Methacryloyloxyethyl phosphorylcholine，AT-PMPC，且结构式为

[0027]

[0028] 进一步的，所述MPC聚合物的合成工艺中使用带有叠氮基团的链转移剂a，a由硫代碳酸酯与叠氮乙醇通过反应1)生成。

[0029] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。