專利名稱：含4-(1,2,3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的聚甲基聚乙二醇丙烯酸酯抗凝血涂層的制備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于涉及ー種含4-(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯的聚甲基聚こニ醇丙烯酸酯抗凝血涂層的制備。
(ニ)
背景技術：
近年來，應用于血液接觸的生物醫(yī)用材料表面的血液相容性的研究受到了人們的關注，成為了ー個研究熱點。血液相容性(Blood-compatibility)是指材料與血液接觸后不引起血漿蛋白的變性、不破壞血液的有效成分、不導致血液的凝固和血栓的形成。早在上世紀60年代就已經發(fā)現(xiàn)，生物材料植入體內與血液接觸后，將會引起蛋白質分子在材料表面的吸附，進而誘發(fā)血液的凝固以致形成血栓。那之后，人們便為尋找ー種與血液接觸后不會觸發(fā)血液凝固的生物材料(即抗凝血材料)展開了一系列的研究工作。對于應用于血液接觸的生物醫(yī)用材料，例如體外裝置、血管移植物以及導管等，最重要的指標就是血液相容性。要解決血液相容性問題首先要了解材料的凝血過程及機理。血液在材料表面上的凝固是材料表面與血液相互作用的結果。當普通的生物醫(yī)用材料與血液接觸時，在I到2分鐘內就會在材料表面產生凝血現(xiàn)象。一般認為血液的凝血分為兩個過程。首先，血漿蛋白(纖維蛋白、白蛋白、球蛋白)吸附在材料表面，形成厚度大約20nm的蛋白質吸附層。這ー過程十分迅速，大約只需幾秒。材料的表面性質極大地影響著吸附蛋白層組成、結構。這對血栓的形成起重要作用。其次，吸附在材料表面的蛋白質變性，在Ca2+存在的條件下，將引起血小板的粘附、聚集、釋放反應，結果導致血小板血栓的形成。與蛋白質、血小板吸附的同時，血液中的凝血酶原通過級聯(lián)反應的方式被快速激活，生成凝血酶。凝血酶催化血液循環(huán)中的可溶性的纖維蛋白原轉化為不溶的纖維蛋白。纖維蛋白自發(fā)地聚合形成纖維網(wǎng)，加上被吸附積淀下來的血小板，使血液的流動性下降，最后凝結成塊狀物即形成血栓。在形成血栓的整個過程中，蛋白質的吸附和血小板的粘附、聚集及釋放反應還有促凝酶的產生，協(xié)同作用，相互促進，不斷加速血栓的形成。其中最核心的過程是蛋白質吸附層的存在導致血小板粘附而出現(xiàn)的凝血。半個多世紀以來這種關系一直都只能用假說來描述材料表面性質、結構與抗凝血性能之間的關系的假說已多達10余個。但是大多假說只從材料的表面能量上考慮而忽視了高分子鏈結構以及凝血過程中級聯(lián)反應的特點。與此不同，林思聰在1984年提出了“維持正常構象假說”，此假說從生物大分子和高分子材料的化學結構及凝血機理的角度出發(fā)，提出當抗凝血材料和血液接觸時其表面分子結構應能維持生物大分子的正常構象。該假 說的內容主要有以下三點(I)抗凝血性材料表面的分子結構應能消除或減輕材料表面致使血蛋白/血細胞正常構象變化影響。(2)血液與材料接觸而引發(fā)的一系列生化反應。作為抗凝血性生物材料，其表面的分子結構應能維持與其相接觸的血蛋白/血細胞的正常構象。(3)抗凝血性生物材料表面的分子結構必須是海藻狀的鏈結構。這種鏈結構的特點是水溶性的、分子間作用力小以及有足夠的鏈長而能在血液相中漂動。依據(jù)上述假說和材表面的凝血機制可知形成血栓的任何ー個環(huán)節(jié)受到抑制或阻斷，都可得到良好的抗凝血性。目前，提高高分子材料的抗凝血性主要有以下幾種途徑(I)構建生物惰性表面(2)負載生物活性物質(3)表面防生化(4)表面微相分離等。根據(jù)這些途徑，經過人們的不懈努力和探索，已合成了許多抗凝血性材料。目前被公認的三大類抗凝血性最好的材料分別是⑴表面肝素化材料(2)磷脂聚合物(3)聚こニ醇及其衍生物。聚こニ醇及其衍生物具有優(yōu)良生物相容性、血液相容性及抗蛋白質黏附性。當聚こニ醇鏈段位于側鏈(即成海藻狀的PEG鏈結構)時，其生物相容性與血液相容性將由于空間效應而進一歩得到增強。
聚こニ醇鏈是各類水溶性高分子鏈結構中分子鍵作用力最小的。數(shù)據(jù)顯示(I)海藻狀的PEG鏈結構可以增加材料的抗凝血性；(2) PEG鏈對材料抗凝血性的改善與其鏈長有關。ZHANG An-Xiong,MENG Sheng等采用自由基共聚合成了若干種具有不同結構聚こニ醇側鏈的丙烯酸酯類(EOMA)與甲基丙烯酸丁酯(BMA)無規(guī)共聚物。并通過測量水接觸角來考察所得不同組成結構的共聚物表面的親水性；通過掃描電鏡(SM)觀察血小板在各系列共聚物表面的吸附及變性情況。研究顯示含有(聚)こニ醇側鏈的丙烯酸酯聚合物均具有較好的抗血小板黏附性。這類聚合物既具有疏水性鏈段又具有親水性鏈段。正是由于這種兩親性結構的存在，使其性質不同于低分子表面活性剤，也不同于一般離子聚合物。這類含有兩親性結構的鏈段的共聚物由于具有微觀相分離的形態(tài)，而具有優(yōu)良的生物相容性、血液相容性及抗蛋白質黏附性。NO是存在于血管上皮細胞、巨噬細胞和神經系統(tǒng)中的生理性調節(jié)因子和信息分子。NO與受體結合活化鳥苷酸環(huán)化酶進而使三磷酸鳥苷酸轉變?yōu)榄h(huán)磷酸鳥苷(cGMP)。cGMP作為第二信使，通過一系列信號放大發(fā)揮生理調節(jié)功能，如舒張血管、降低血壓、抑制平滑肌細胞増殖、維持其正常的有絲分裂、抑制血小板粘附聚集、抑制白細胞粘附浸潤等。研究表明N0抗血小板聚集抗血小板和血細胞粘附的作用與NO抑制凝血酶和TXA2類似物誘導的血小板膜表面糖蛋白、P-選擇素、OT63和血小板表面糖蛋白GPIIb/IIIaM合物表達的增強有夫。因此，在現(xiàn)有的PMEA的基礎上引入可以緩釋NO的結構單元，就可以進ー步加強其抗凝作用。Zhang H P等制備了ー種能釋放NO的娃橡膠。但其制備方法比較繁瑣?，F(xiàn)在新型NO供體藥物的開發(fā)成了一大熱點。新型的化合物包括有機硝酸酯類、呋咱氮氧類、噁三唑類、偶氮鎗ニ醇類、N-羥基胍類、FK-409衍生物類等。其中以有機硝酸酷類化合物的種類最多。4-(1,2,3- 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯是ー種可作為NO供體的功能単體。因此，如果將4-(1，2，3-1，2，3_ 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯與聚こニ醇丙烯酸酯(及其衍生物)、丙烯酸酯進行共聚，所得到的聚合物將具有一定的更好的抗凝血效果。正是基于上述理念，我們設計了這種含4- (1，2，3- 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的新型PMEA抗凝涂層。

圖I是掃描電子顯微鏡觀察血小板的粘附量和變形情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供ー種含4_(1，2，3- 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的新型PMEA抗凝涂層。本專利的實施方案如下其步驟包括所述的4_(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的單體為4_(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯；所述的甲基聚こニ醇丙烯酸酯及其衍生物為甲基聚こニ醇丙烯酸酯及其在丙烯酰結構上增加各種取代基的衍生物；所述的甲基聚こニ醇丙烯酸酯及其衍生物中的甲基聚こニ醇的分子量為1000 5000 ;所述的丙烯酸甲酯及其類似物為包含丙烯酸酯結構的各種衍生物、包含こ烯基磺酸納(こ烯基磺酰胺)結構的各種衍生物和2-甲基丙烯酰氧基こ基磷酰膽堿；所述自由基引發(fā)劑為Cl2、Br2、有機過氧化物(如過氧化環(huán)己酮、過氧化ニ苯甲酰、叔丁基過氧化氫等)、偶氮類引發(fā)劑(如偶氮ニ異丁腈、偶氮ニ異庚腈)等；溶劑包括用甲苯、ニ氯甲烷或四氫呋喃等；所述中“加入各種單體進行共聚”中單體為APBN(及其衍生物)，丙烯酸甲酯(及其類似物)，甲基聚こニ醇丙烯酸酯(及其衍生物)。包括同時加入多種APBN(及其衍生物)，丙烯酸甲酯(及其類似物)，甲基聚こニ醇丙烯酸酷(及其衍生物)進行共聚。本發(fā)明在聚合物單體中加入一定量的4-(1，2，3_ 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯及其類似物，是因為它可以在和血液接觸過程中緩慢釋放N03_。N03_會轉化為NO，起到抗凝血和減輕炎癥反應的作用。因此，本涂層與傳統(tǒng)的PMEA相比具有更強的抗凝和抗凝活性。所述的聚合反應在氮氣保護下自由基聚合，反應溫度為30 90°C ;反應時間5 36小時。低于5小時聚合不完全，多于36小時，聚合度不再增加；所述的分離的涂布方法為將生成的聚合產物用ニ氯甲烷或四氫呋喃等溶劑溶解。配成質量百分比1-20%的溶液。用此溶液將需要處理的表面潤洗1-3適。熱風吹干(或真空干燥)。以下將通過具體實施方式
的形式再對本發(fā)明的上述內容做進ー步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅局限于以下的具體實施方式
，凡基于本發(fā)明上述內容所實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式I.合成甲氧基聚こニ醇丙烯酸酯甲基丙烯酸酯聚合物取的5g甲氧基聚こニ醇丙烯酸酷、O. 57g甲基丙烯酸甲酯和O. 15g 4-(l，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯置于磨ロ錐形瓶中。邊攪拌邊用恒壓滴液漏斗滴加四氫呋喃，使之充分混合。通氮氣15min。加入偶氮O. Ig ニ異丁腈?；亓?、攪拌反應24h。結束后產物在石油醚中沉淀3次，抽濾。產物真空干燥。
2.聚合物膜的制備將上述聚合物配成的質量百分數(shù)為10%ニ氯甲烷溶液，反復涂布、真空干燥2次。每次真空干燥I. 5小時，溫度為40°C。
3.溶脹度測定將聚合物膜置于pH = 6. 8的磷酸鹽緩沖液(PBS)中浸泡24h，取出后迅速用濾紙吸干表面的水分，稱取質量，測定 聚合物膜的溶脹度EWC(Equilibrium water content)。EffC = (W1-W0) /W1其中Wtl為溶脹前膜的質量A為溶脹后膜的總質量。 此涂層的EWC為O. 30。血小板粘附實驗將9份新鮮兔血迅速與I份質量百分比為3. 8%的檸檬酸鈉溶液混合，再加入8份生理鹽水稀釋，充分混合后于1200轉/秒的速度下離心15min后，取上層清液為富血小板血漿PRP待用。將聚合物膜浸在PBS溶液中24h，取出后干燥。將PRP滴在玻璃片上，完全覆蓋聚合物膜，Ih后用PBS溶液沖洗4次，再將聚合物膜浸入質量百分比5%的戊ニ醛溶液中固定，取出后干燥，噴金。掃描電子顯微鏡觀察血小板的粘附量和變形情況。
權利要求
1.一種用于高聚物表面抗凝血的含4-(1，2，3_ 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的新型聚甲基聚乙二醇丙烯酸酯(PMEA)抗凝血涂層的制備，其特征是由以下步驟構成 (1)將4-(1，2，3_丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯、丙烯酸甲酯(或類似物)、甲基聚乙二醇丙烯酸酯(及其衍生物)混合，其中4-(1，2，3_三硝酸酯)-丁四醇丙烯酸酯質量百分比為1-20%，丙烯酸甲酯(及其類似物)質量百分比為50%-85%，甲基聚乙二醇丙烯酸酯(及其衍生物)的質量百分比為10-30%;在氮氣保護下自由基聚合，反應溫度為20 90°C;反應時間I 20小時； (2)用石油醚和四氫呋喃將步驟I生成的聚合產物反復沉淀、溶解，最后真空干燥。
2.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中所用單體包含4-(1，2，3_丁四醇三硝酸)_丙烯酸酯。
3.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中甲基聚乙二醇丙烯酸酯(及其衍生物)為
4.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中丙烯酸甲酯(及其類似物)為
5.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中加入各種單體進行共聚，例如其中4-(1，2，3_ 丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯質量百分比為1_20%，丙烯酸甲酯質量百分比為50% -85%,甲基聚乙二醇丙烯酸酯的質量百分比為10-30%。
6.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中進行自由基聚合，聚合使用氮氣保護，用甲苯、二氯甲烷或四氫呋喃作為溶劑，以四氫呋喃較佳。
7.如權利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中步驟2生成的聚合產物用二氯甲烷或四氫呋喃溶解。
全文摘要
含4-(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯結構的聚甲基聚乙二醇丙烯酸酯抗凝血涂層的制備的合其特征在于將4-(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯、丙烯酸甲酯或類似物、甲基聚乙二醇丙烯酸酯及其衍生物混合。其中4-(1，2，3-丁四醇三硝酸)-丙烯酸酯質量百分比為1-20％，丙烯酸甲酯(及其類似物)質量百分比為50％-85％，甲基聚乙二醇丙烯酸酯(及其衍生物)的質量百分比為10-30％。在氮氣保護下自由基聚合。反應溫度為20～90℃；反應時間1～20小時。用石油醚和四氫呋喃將生成的聚合產物反復沉淀、溶解。最后真空干燥。產物用二氯甲烷或四氫呋喃溶解。配成質量百分比1-20％的溶液。用此溶液將需要處理的表面潤洗1-3遍。熱風吹干(或真空干燥)。得到具有NO緩釋功能的抗凝血涂層。
文檔編號C08F220/14GK102627742SQ201210078408
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權日2012年3月23日
發(fā)明者張宇峰, 張磊, 曹雪, 李秀麗, 王翔, 趙俊龍, 陳雪 申請人:天津工業(yè)大學