一种细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物医用材料领域，特别涉及一种细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制 备及其用途。
【背景技术】
[0002] 随着生物医学的发展，生物材料的应用变得越来越广泛和重要，而生物材料的关 键性能是其生物相容性。由于生物医用材料往往需要与人体体表、血液、体液接触，有的甚 至要求永久性植入体内，为了保证其使用的安全性，必须具备优良的生物相容性。理想生物 医用材料设计的关键在于实现对生命体系与材料界面之间在分子水平和细胞水平上相互 作用的有效调控，而仿生材料技术已被认为是研制高品质生物医用材料的重要途径。
[0003] 磯酸胆碱是广泛存在于动物和植物细胞膜的结构单元磯脂的亲水极性头部分， 由带一个负电荷的磯酸基及带一个正电荷的胆碱季胺基构成，不仅对保持正常细胞的形 状、大小和生理功能具有重要的作用，还具有显著的蛋白排斥特性，可W极大程度地降低 蛋白质在其上的吸附，从而减少免疫系统的活化和血小板的沉积。含磯酸胆碱的仿生聚 合物材料表现出良好的血液相容性和抑制蛋白质吸附等优异性能而受到广泛关注。国 际著名期刊 Nano Today 发表了 一 篇论文；R. Matsuno, K. Ishihara, Integrated functional nanocolloids covered with artificial cell membranes for biomedical applications. (Nano Today, 2011, 6, 61-74)。国际著名期刊 Materials Letters 发 表了一篇论文：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)。中国专利 CN 195288 B 公开了一种防止蛋白质 吸附的眼镜材料的制造方法；中国专利CN 101979419 B公开一种具有抗吸附功能的高强 度水凝胶及其制备方法，W上制备的生物材料在生物医用领域的应用也在不断拓展。
[0004] 液晶态也是在生命体系中广泛存在，所有生物膜都具有典型的液晶结构，生命过 程中的许多重要功能都与生物膜分子的液晶态构象与运动密切相关。从仿生设计的角度出 发，模拟生物膜表面液晶态结构，制备了一系列生理温度下呈液晶态的液晶及其聚合物复 合膜基生物材料，能表现出良好的血液相容性和细胞相容性，是一种理想仿生生物医用材 料。中国组织工程研究与临床康复公开了一篇W陈海丰、曾戎、屠美等发表的名为液晶/聚 氯己帰复合膜的表面拓扑结构调控及蛋白吸附研究（中国组织工程研究与临床康复，2010， 14(20:3839-3842)。同时，国际著名期刊Carbohy化ate Polymers也公开了；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)。但上述液晶态材料在 生理温度下在分子水平无法实现仿生结构的制造，且存在疏水性较大等缺点，限制了其应 用。因此，制备一种在分子水平和聚集态结构上都可W实现仿生设计，且可改善液晶膜的表 面亲水性和生物相容性，可广泛用于组织工程、医用敷料及介入和植入性医疗器械的生物 医用材料是当前有待解决的难题。
【发明内容】
[0005] 为了解决现有技术仿生生物医用材料仿生程度低，疏水性大的缺陷。本发明提供 一种仿细胞膜结构的聚合物液晶膜材料的制备及其用途，W解决W上难题。
[0006] 本发明的目的之一是提供一种细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备方法，包括W 下步骤： (1) 将聚合物液晶材料溶于成膜溶剂中形成浓度为1~10 wt%的均质溶液，将其涂覆在 基材上形成液晶膜； (2) 将步骤（1)得到的液晶膜进行预福照，福照总剂量为5k~lOOkGy ; (3) 将步骤（2)得到的预福照处理后的液晶膜浸入含浓度为3~30 wt%的磯酸胆碱的己 帰基单体水溶液中，在无氧条件下进行接枝反应，取出，离子水清洗，真空干燥后，，即得到 一种细胞膜仿生高分子液晶膜材料。
[0007] 本发明细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备方法中步骤（1)的聚合物液晶材料为 的轻丙基纤维素醋中的一种或其组合物，优选为轻丙基纤维素丙醋、轻丙基纤维素下 醋、轻丙基纤维素辛醋。在生理温度下呈现液晶态，可W构建具有良好生物相容性的高分子 液晶复合材料。
[0008] 进一步，步骤（1)中的成膜溶剂为四氨巧喃和丙丽中的一种或其组合物。
[0009] 在步骤（1)中的基材为高分子材料、金属或陶瓷，其中步骤（1)中涂覆工艺选自喷 涂、旋涂、浸涂、淋涂、德铸或流延的方式将聚合物液晶材料涂覆成液晶膜。
[0010] 本发明细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备方法中步骤（2)中所述的预福照为 6°C〇-y射线或电子束处理；所述的步骤（2)中预福照条件为真空或惰性气体或空气中。
[0011] 本发明细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备方法中步骤（2)含磯酸胆碱的己帰基 单体为甲基丙帰醜氧己基磯酸胆碱或丙帰醜氧己基磯酸胆碱。
[001引进一步，所述的步骤（3)中接枝反应条件为反应温度20~8(TC，反应时间1~12h。
[0013] 本发明细胞膜仿生高分子液晶膜材料的制备方法制备得细胞膜仿生高分子液晶 膜材料在制备医用敷料、介入器械、植入器械或与血液接触的医疗器械中的应用。
[0014] 本发明的原理：轻丙甲纤维素酸醋是一类胆留型液晶态高分子，通过溶液成膜可 形成模仿生物膜聚集态液晶结构的基膜；进一步利用预福照技术在其表面引入活性位点， 进而引发含磯酸胆碱基团的己帰基单体接枝形成亲水性磯酸胆碱聚合物，从而获得同时模 仿细胞膜的分子结构和聚集态结构的仿生液晶膜材料，具有优良的亲水性和生物相容性， 在生物医用领域应用广泛。
[0015] 总之，本发明的细胞膜仿生高分子液晶膜材料，相对于现有技术具有如下的优点 及效果： 与现有技术相比，本发明所述的制备方法工艺简单、成本低、生产周期短、具有良好的 工业化实用前景，且利用民用核技术做到了节能减排，降低环境污染；得到的仿细胞膜结构 的聚合物液晶膜材料同时模仿了细胞膜的分子结构和聚集态结构，具有良好的表面生物性 能，在医用敷料、介入植入器械、与血液接触的医疗器械等领域应用广泛。
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【附图说明】： 图1为本发明细胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前后的X射线光电子能谱图； 其中：1为细胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前的X射线光电子能谱图，