一种表面兼有抗菌性和生物相容性的聚酯材料及制备与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于聚合物材料表面改性技术领域，具体设及一种表面兼有抗菌性和生物 相容性的聚醋材料及制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸（PLA)、聚己内醋（P化)、聚对苯二甲酸乙二醇醋（阳T)等聚醋材料在植入 物、介入导管和手术器械等医疗器械领域应用广泛。当前，细菌等微生物黏附及随后形成的 生物膜是导致植入物感染和医疗器械故障失效的主要原因之一，严重威胁着人类的身体健 康和生命安全。目前采用的抗菌技术通常是在聚醋材料本体中引入抗菌剂，或在其表面化 学偶联或物理涂覆抗菌剂，W解决植入物等医疗器械因微生物感染而引发并发症或失效。 常用的抗菌剂有含季锭、面胺、脈及季麟等的有机小分子抗菌剂和合成高分子抗菌剂、壳聚 糖及其衍生物、含银化合物等无机抗菌剂及复合抗菌剂，等等，运些抗菌组分可通过扩散作 用有效杀灭周围细菌微生物，或通过接触作用有效杀灭粘附在材料表面的细菌微生物，实 现抗菌；但抗菌活性组分的引入存在的最大风险是可能对正常细胞有毒性影响，生物相容 性不佳。如何使聚合物材料兼有良好的抗菌性和生物相容性仍然是当前医用聚醋材料在临 床上需要克服的一个难点问题。
【发明内容】
[0003] 为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种表面兼有抗菌 性和生物相容性的聚醋材料的制备方法。该制备方法主要是通过聚醋材料表面固定憐酸二 胆碱化壳聚糖盐来实现。
[0004] 本发明的另一目的在于提供所述制备方法得到的表面兼有抗菌性和生物相容性 的聚醋材料。
[0005] 本发明的再一目的在于提供所述表面兼有抗菌性和生物相容性的聚醋材料的应 用。
[0006] 本发明的目的通过下述技术方案实现：
[0007] 一种表面兼有抗菌性和生物相容性的聚醋材料的制备方法，包括如下步骤：
[0008] (1)利用胺解或等离子体技术实现聚醋材料表面的胺基化，得到表面胺基化的聚 醋材料；
[0009] 似将步骤（1)得到的表面胺基化的聚醋材料与二醒反应实现聚醋材料表面的醒 基化，得到表面醒基化的聚醋材料；
[0010] (3)将步骤（2)得到的表面醒基化的聚醋材料与憐酸二胆碱化壳聚糖盐反应实现 聚醋材料表面的憐酸二胆碱化壳聚糖盐固定化，水洗，得到表面兼有抗菌性和生物相容性 的聚醋材料。
[0011] 步骤（1)中所述的胺解技术优选为二胺或多元胺处理； 阳〇1引步骤（1)中所述的等离子体技术优选为成或NH3等离子体处理技术；
[001引步骤（1)中所述的聚醋材料优选为聚乳酸、聚径基乙酸、聚己内醋、聚（乳酸"径 基乙酸）共聚物、聚径基烧酸醋或聚对苯二甲酸乙二醇醋；
[0014] 步骤（1)中所述的胺基化的条件优选为40~60°C胺基化30min~化；
[0015] 步骤（2)中所述的二醒优选为下二醒或戊二醒。
[0016] 步骤似中所述的醒基化的条件优选为20~40°C醒基化12~24h ;
[0017] 步骤（3)中所述的憐酸二胆碱化壳聚糖盐的分子结构如式I所示：
[0018]
[0019] 其中，x/n= 0~0. 2,即壳聚糖的脱乙酷度为80%~100%;憐酸二胆碱基团的取 代度y/n，优选为y/n= 30%~90%;更优选为y/n= 30%~75%;n为结构式中重复单元 数；R(反离子时优选为：面素离子、硝酸根、甲酸根、醋酸根、水杨酸根或果酸根离子等。
[0020] 所述的憐酸二胆碱化壳聚糖盐的制备方法，包括如下步骤：
[0021] 将壳聚糖改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)溶于反应介质；加入双取 代胆碱麟酸醋，其中6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)中的氨基与麟酸醋的摩尔比为1 : (2~10)，0~40°C揽拌反应4~2地；旋干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌0. 5~化；旋干甲酸， 用生理盐水和去离子水透析，冷冻干燥，得到憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐。 W22] 所述的壳聚糖改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)按照文献 "S.J.Nishmura, 0.Kohgo,K.Kurita,Macromolecules24(1991)4745-4748."中的制备方法 制备得到；
[0023] 所述的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)中的氨基与麟酸醋的摩尔比优选为1 : (3 ~8);
[0024] 所述的揽拌反应的条件优选为0~40°C揽拌反应6~24h; 阳0巧]所述的室溫揽拌的时间优选为1~化；
[00%] 所述的反应介质优选为二甲基乙酷胺、Ξ乙胺和四氯化碳的混合溶液；其中每 100血二甲基乙酷胺中含有1~lOg的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖，优选为含有1.25~ 1. 5g;其中Ξ乙胺、四氯化碳与6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖的氨基摩尔比例优选为6 :4 :1 ;
[0027] 所述的双取代胆碱麟酸醋由氯化胆碱和对苯氧基麟酸醋按摩尔比2 :1在二甲亚 讽/化晚混合溶剂中反应2小时制得；
[0028] 步骤（3)中所述的固定化的条件优选为20~40°C固定化6~24h;
[0029] 一种表面兼有抗菌性和生物相容性的聚醋材料，通过上述制备方法制备得到；
[0030] 所述的表面兼有抗菌性和生物相容性的聚醋材料在医疗领域中的应用，特别适合 用于制备植入和介入性医疗器械。
[0031] 本发明的原理：采用本发明的制备方法制备得到的表面兼有抗菌性和生物相容性 的聚醋材料的反应过程如图1所示。
[0032] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0033] (1)与现有技术相比，采用的抗菌剂憐酸二胆碱化壳聚糖盐在生理环境下具有良 好的细胞相容性、血液相容性和广谱抗菌性，在聚醋材料表面固定的技术条件溫和，易操 作，可获得表面兼有良好抗菌性和生物相容性的聚醋材料，适用于植入和介入性医疗器械。
[0034] (2)而憐酸二胆碱化壳聚糖盐是一种阳离子型细胞膜仿生壳聚糖衍生物，可生物 降解，在生理环境下具有良好的细胞相容性、血液相容性和广谱抗菌性，将其固定在聚醋材 料表面可有效集成抗菌和生物相容性运两种性能，可广泛用于植入和介入性生物材料及器 械。
【附图说明】
[0035] 图1是本发明的制备反应过程图。
[0036] 图2是实施例4中表面固定憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的聚己内醋膜的ATR-FTIR 谱图。
[0037] 图3是实施例6中表面固定憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的聚己内醋膜的抗菌效果 图；其中，图3A为空白；未处理的聚己内醋膜；图3C为表面改性的聚己内醋膜。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。
[0039] 实施例1憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的制备
[0040] 取200mg由壳聚糖（x/n= 0)改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr)溶于 15血无水二甲基乙酷胺，同时加入0. 42血的Ξ乙胺和0. 19血的四氯化碳；缓慢加入0. 46g 双取代胆碱麟酸醋，其中CsTr中的氨基与麟酸醋的摩尔比为1 :3,0°C揽拌反应6小时；旋 干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌1小时；旋干甲酸，用生理盐水和去离子水透析3天，冷冻干燥， 得到憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐。其中憐酸二胆碱基团的取代度为30%。
[0041] 实施例2憐酸二胆碱化壳聚糖盐酸盐的制备
[0042] 取500mg由壳聚糖（x/n= 0. 2)改性得到的6-0-Ξ苯基甲酸化壳聚糖（CsTr) 溶于40血无水二甲基乙酷胺，同时加入1. 05血的Ξ乙胺和0. 49血的四氯化碳；缓慢加入 2. 3g双取代胆碱麟酸醋，其中CsTr中的氨基与麟酸醋的摩尔比为1 :6,25°C揽拌反应12小 时；旋干溶剂，加入甲酸，室溫揽拌3小