一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法转让专利
申请号 : CN201910825716.8
文献号 : CN112442207A
文献日 : 2021-03-05
发明人 : 但卫华 , 陈一宁 , 但年华 , 郑欣
申请人 : 四川大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其特征是:
(1)含羧基的氧化糖的制备:称取1重量份的含羧基糖,加入5重量份的无水乙醇,磁力或机械搅拌,使含羧基糖均匀分散于乙醇中,然后称取一定质量的高碘酸钠避光溶于5重量份的蒸馏水中,随后加入到糖-乙醇分散液中,避光下磁力或机械搅拌反应3 36h,然后加入~与高碘酸钠等摩尔的乙二醇终止反应2 h,反应结束后取出反应液,装入截留分子量为300~
5000Da的透析袋中,用蒸馏水透析3天,每天换蒸馏水4 5次,随后用冷冻干燥机冻干,保存~备用;
(2)含有邻苯二酚结构的氧化糖的制备:称取1重量份的含羧基的氧化糖溶于浓度为40
60mmol/L、pH为5.5 6.5的2-吗啉乙磺酸(MES)缓冲溶液中;在氮气保护条件下,加入一定~ ~质量的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)使EDC浓度为1 10mg/ml,活化反应0.5 1.0h,然后加入0.2 5.0重量份的多巴胺,并用稀盐酸调节反~ ~ ~应体系pH值至5.0 6.0,20℃ 30℃下搅拌反应16 30h;反应结束后,将产物装入截留分子量~ ~ ~为300 5000Da的透析袋中,用蒸馏水透析4 6d,每天换蒸馏水4 5次,冷冻干燥备用;
~ ~ ~
(3)PDMS预处理:将PDMS通过等离子体改性、或紫外臭氧处理,或经强氧化性溶液处理后,得到预处理的表面具有含氧基团的PDMS材料;
(4)PDMS改性:称取含有邻苯二酚结构的氧化糖,配成1 50mg的溶液,将表面具有含氧~基团的PDMS材料置于含有邻苯二酚结构的氧化糖溶液,常温下缓慢震荡或静置反应0.5~
36h;经过大量蒸馏水冲洗后,置于0.5 10mg/ml的胶原溶液中,4℃下缓慢震荡或静置反应~
0.5 36h,经蒸馏水冲洗后即得改性PDMS材料。
~
2.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其中所述的含羧基糖是指分子结构中含有自由羧基的多糖、寡糖、多糖衍生物及寡糖衍生物。
3.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其中所述的等离子体改性是指行业内通用的以氧气、氮气、氢气或二氧化碳作为原料气,对PDMS材料进行表面等离子体氧化处理的方法。
4.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其中所述的紫外臭氧处理是指行业内通用的采用185 nm 或者 254 nm的紫外光对PDMS材料表面进行辐照处理的方法。
5.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其中所述的经强氧化性溶液处理是指行业内通用的将PDMS浸入硫酸-双氧水溶液或盐酸-双氧水溶液中浸渍进行处理的方法。
6.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其中所述的胶原是指胶原多肽、胶原分子、胶原纤维、胶原聚集体。
7.根据权利要求1所述的一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法,其特征在于该方法制备的改性聚二甲基硅氧烷可用于生物医学领域。
说明书 :
一种对聚二甲基硅氧烷材料进行改性的方法
技术领域
背景技术
发明内容
与高碘酸钠等摩尔的乙二醇终止反应2 h,反应结束后取出反应液,装入截留分子量为300~
5000Da的透析袋中,用蒸馏水透析3天,每天换蒸馏水4 5次,随后用冷冻干燥机冻干,保存~
备用;
(2)含有邻苯二酚结构的氧化糖的制备:称取1重量份的含羧基的氧化糖溶于浓度为40
60mmol/L、pH为5.5 6.5的2-吗啉乙磺酸(MES)缓冲溶液中;在氮气保护条件下,加入一定~ ~
质量的N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)使EDC浓度为1 10mg/ml,活化反应0.5 1.0h,然后加入0.2 5.0重量份的多巴胺,并用稀盐酸调节反~ ~ ~
应体系pH值至5.0 6.0,20℃ 30℃下搅拌反应16 30h;反应结束后,将产物装入截留分子量~ ~ ~
为300 5000Da的透析袋中,用蒸馏水透析4 6d,每天换蒸馏水4 5次,冷冻干燥备用;
~ ~ ~
(3)PDMS预处理:将PDMS通过等离子体改性、或紫外臭氧处理,或经强氧化性溶液处理后,得到预处理的表面具有含氧基团的PDMS材料;
(4)PDMS改性:称取含有邻苯二酚结构的氧化糖,配成1 50mg的溶液,将表面具有含氧~
基团的PDMS材料置于含有邻苯二酚结构的氧化糖溶液,常温下缓慢震荡或静置反应0.5~
36h;经过大量蒸馏水冲洗后,置于0.5 10mg/ml的胶原溶液中,4℃下缓慢震荡或静置反应~
0.5 36h,经蒸馏水冲洗后即得改性PDMS材料。
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(2)改性后的PDMS材料具有良好的、持久的亲水性,且根据不同反应条件的选择,可在一定范围内调控亲水性的强弱,从而大大拓宽PDMS材料的应用范围;
(2)改性所用的原料,如多巴胺、氧化多糖、胶原,均为生物活性分子,不仅细胞毒性低,具有良好的生物相容性,还能促进细胞生长增殖。因此,改性后的PDMS其生物相容性好;
(3)整个改性过程的条件和反应都比较温和,无苛刻要求,易于实现,且对环境友好,对操作人员友好;
(4)改性所用的含自由羧基的糖类物质,给改性产物的其它功能提供了更多的可能性,已经知道,天然糖类来源丰富,功能性较多,如选择羧甲基壳聚糖,则能够赋予水凝胶一定的抗菌功能特性;如选择透明质酸,则能够赋予水凝胶更加的亲水、吸湿性能;
(5)本方法采用含邻苯二酚结构的氧化多糖作为桥梁,通过简单易行、温和的反应,将生物活性的胶原连接到PDMS材料表面,使得PDMS材料表面具有明显提高的、非暂时性的亲水性,同时还大大地提高了PDMS材料的生物相容性,是一种新型的、可行性强、具有广泛应用潜力的对PDMS表面进行功能化改性的方法。
具体实施方式
(2)含邻苯二酚的氧化海藻酸钠的制备:称取2.0 Kg的氧化海藻酸钠溶于MES缓冲溶液(50 mmol/L,pH=6.0)100L中,向反应釜中加入1Kg NHS和1.5Kg EDC,活化反应0.5 h,然后加入2.5Kg 多巴胺,并用盐酸调节反应体系pH值至5.5左右,控温至25℃,搅拌反应24 h,整个过程中都向反应釜中通入氮气保护。反应结束后,将产物装入截留分子量为3500Da的透析袋中,用蒸馏水透析5 d,每天换蒸馏水4 5次,冻干备用;
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(3)PDMS预处理:在长宽1.2m的反应池中加入硫酸-双氧水溶液(硫酸:双氧水=7:3)至高度为0.2米,将长宽为1m 的PDMS 膜材料在反应池中浸渍10min,取出后用大量蒸馏水清洗,
(4)PDMS改性:在同样大小的反应池中,将预处理后的PDMS膜置于10 mmol/L、pH=8.5的Tris-HCl缓冲液中浸泡5h,然后用蒸馏水冲洗数次。与此同时,将含邻苯二酚的氧化海藻酸钠溶于10 mmol/L、pH=8.5的Tris-HCl缓冲液中,配成浓度为2 g/L的溶液。将洗涤后的PDMS膜浸入上述溶液中,常温下反应24 h后取出,用蒸馏水冲洗干净,再将其置于5g/L的胶原纤维溶液中,在4℃下反应缓慢震荡反应24h,用蒸馏水冲洗干净,最后经N2干燥后保存。
(2)含有邻苯二酚结构的氧化羧甲基壳聚糖的制备:在反应釜中,加入500g氧化羧甲基壳聚糖,30L pH值5.5的MES缓冲液,溶解后加入一定质量的EDC与NHS,0.5h后,加入1000g盐酸多巴胺,用稀盐酸调节pH值为5,25℃下搅拌反应24h,整个反应过程在氮气保护下进行,反应结束后采用截留分子量为5000Da的透析袋透析5d,每天换水5次,冻干备用;
(2)PDMS预处理:将面积为1m ×1m 的PDMS膜暴露在185nm的紫外光下处理2h;
(3)PDMS改性:将含邻苯二酚结构的羧甲基壳聚糖配成10mg/mL的溶液,并将预处理后的PDMS按需制备成所需大小后膜浸渍于该溶液中,反应24h,经大量蒸馏水清洗后,浸渍于
7mg/mL的胶原分子溶液中,反应24h,蒸馏水清洗后干燥。
(2)含有邻苯二酚结构的氧化透明质酸的制备:称取20g氧化透明质酸溶解于50mmol/L,pH6的MES缓冲液中,在氮气的保护下,与一定量的EDC、NHS反应1h后,加入40g多巴胺,待pH调节至5.5后,在25℃下,在摇架中反应24h,反应结束后使用3500Da的透析袋在蒸馏水中透析5d,每天换液5次;
(3)PDMS预处理:采用等离子体反应器用于PDMS膜表面的等离子体处理。将薄膜放在表面皿中,并送入等离子体反应器。反应气体为O2。等离子体室内部的压力保持在300Pa,功率为18W,时间控制4min。经O2处理5min后得到样品;
(4)PDMS改性:将含邻苯二酚的氧化透明质酸10g溶于1L蒸馏水中,将PDMS膜置于反应液中在摇架上缓慢震荡反应12h,取出后经蒸馏水冲洗后置于5mg/mL的胶原聚集体溶液中继续反应12h,经蒸馏水冲洗后冷冻干燥。