專利名稱：共軛多不飽和脂肪酸聚合物、制備方法及用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種共軛多不飽和脂肪酸聚合物、其制備方法及用途。
背景技術(shù)：
組織損傷、缺損導(dǎo)致功能障礙是目前常見的疾病。這些疾病患者通常需要通過外科手術(shù)，即通過自身移植或異種移植對病損組織或器官進(jìn)行修復(fù)或替換。組織工程替代物正在發(fā)揮越來越重要的作用。這些材料必須復(fù)合某些要求。其中最重要的是，他們必須具有生物相容性。生物相容性材料植入病損部位后，其特征表現(xiàn)在不會(huì)引起機(jī)體產(chǎn)生不良反應(yīng)，如炎癥反應(yīng)、血液凝集等。為避免或減少這些不良反應(yīng)，人們提出了許多方案，包括用骨形成蛋白等生長因子或肝素等藥物處理材料表面等。最有吸引力的思路是通過在組織工程替代物表面涂敷一層生物相容性好的涂層，然后將機(jī)體來源的正常細(xì)胞移植到涂層表面，形成一個(gè)細(xì)胞層。再將這一復(fù)合物植入病損部位時(shí)，由于在材料與機(jī)體之間具有機(jī)體自身來源的細(xì)胞層，使得移植物表現(xiàn)出優(yōu)良的生物相容性?；诠曹椂嗖伙柡椭舅?，如共軛亞油酸、共軛二十二碳六烯酸和共軛二十碳五烯酸等均是人體必需脂肪酸，具有很好的生物相容性，我們開發(fā)出新型的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，該聚合物對正常細(xì)胞具有良好的生物相容性。因此，該共軛多不飽和脂肪酸聚合物作為生物醫(yī)用材料在組織工程領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種新的共軛多不飽和脂肪酸聚合物。本發(fā)明要解決的另一問題是提供上述共軛多不飽和脂肪酸聚合物的合成方法。本發(fā)明還要解決的問題是提供上述共軛多不飽和脂肪酸聚合物的用途。本發(fā)明提供的共軛多不飽和脂肪酸聚合物是以共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物為主要單體形成的聚合物，包括以一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物為單體形成的共軛多不飽和脂肪酸聚合物。本發(fā)明的共軛多不飽和脂肪酸聚合物的單體成分中不同共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物之間的摩爾比為1 0 10。所述的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體的結(jié)構(gòu)特征推薦是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上雙鍵，其中碳鏈中不飽和雙鍵的位置共軛。所述的共軛多不飽和脂肪酸推薦共軛二十二碳六烯酸(CDHA)、共軛二十碳五烯酸 (CEPA)、共軛十八碳四烯酸(CPnA)、共軛十八碳三烯酸、共軛十八碳二烯酸；所述的衍生物推薦上述共軛多不飽和脂肪酸的甲酯、乙酯、甘油酯、蔗糖酯、乙二醇酯；尤其推薦共軛十八碳四烯酸及其衍生物。本發(fā)明的共軛多不飽和脂肪酸聚合物推薦是由顆粒結(jié)構(gòu)組成的薄膜狀產(chǎn)物(圖1)。本發(fā)明的共軛多不飽和脂肪酸聚合物具有良好的生物相容性。本發(fā)明推薦的聚合物的紅外光譜特征為共軛碳-碳雙鍵的特征吸收(999CHT1， 88101^,721(^1)的減少直至消失；過氧化物吸收峰(3000-3600(^1)的增強(qiáng)。核磁共振氫譜顯示共軛烯氫的特征化學(xué)位移在5-7ppm處減少直至消失；脂肪環(huán)氫的特征化學(xué)位移在1. 5-2ppm處逐漸增強(qiáng)；過氧氫的特征化學(xué)位移在3-4ppm處逐漸增強(qiáng)。核磁共振碳譜顯示共軛烯碳的特征化學(xué)位移在130-134ppm處減少直至消失；脂肪環(huán)碳的特征化學(xué)位移在 23-28ppm處逐漸增強(qiáng)；過氧碳的特征化學(xué)位移在45_55ppm處逐漸增強(qiáng)。脂肪環(huán)氫、碳的特征化學(xué)位移逐漸增強(qiáng)，說明通過反應(yīng)分子運(yùn)動(dòng)受到了限制，生成了聚合物。本發(fā)明推薦的共軛多不飽和脂肪酸聚合物為淡黃-棕色膜狀，掃描電子顯微鏡觀察到直徑500納米-20微米的顆粒狀結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其是用如下方法制備的1.所用共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物推薦在使用前充氮 ，保存于遮光，-20°C以下。 2.將一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物溶于有機(jī)溶劑中，涂在組織工程替代物等生物醫(yī)用材料表面，待有機(jī)溶劑揮發(fā)后形成一層共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物薄膜。薄膜厚度可通過常規(guī)制膜方法進(jìn)行調(diào)整。溶解時(shí)推薦的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體的濃度為0. 01mg/ml 100mg/ml ；所述的有機(jī)溶劑是共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物可溶的有機(jī)溶劑，包括脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類有機(jī)溶劑，如乙醚、苯、三氯甲烷、石油醚、環(huán)己烷等，尤其推薦溶于氯仿中；制膜方法推薦使用spin casting的方法。推薦的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物如前所述，推薦的不同共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物之間的摩爾比為1 O 10。3.將涂好共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物薄膜的材料置于恒溫箱中(10-90°C )， 使其聚合(1小時(shí)-1個(gè)月)，反應(yīng)溫度越高，反應(yīng)時(shí)間越短。反應(yīng)進(jìn)行的程度推薦可通過紅外光譜和核磁共振波譜來追跡和測定。4.在完成聚合的材料表面種植細(xì)胞，細(xì)胞種類視應(yīng)用目的而定。植入體內(nèi)需要修復(fù)或替代的組織或器官部位。本發(fā)明所用的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物是一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物以摩爾比為1 O 10比例混合的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物的混合物。所述的共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物分子的結(jié)構(gòu)特征是具有兩個(gè)或兩個(gè)以上雙鍵， 其中碳鏈中不飽和雙鍵的位置共軛。從SD大鼠骨髓中分離的干細(xì)胞在本發(fā)明的聚合物表面生長情況良好，優(yōu)于 Corning細(xì)胞培養(yǎng)板?？煽紤]作為組織工程替代物涂層材料。本發(fā)明制備的聚合物薄膜與細(xì)胞培養(yǎng)板生物相容性比較結(jié)果如圖5所示。本發(fā)明基于共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體，在溫和條件下，使其發(fā)生固體聚合反應(yīng)，得到聚合產(chǎn)物。該方法條件溫和，方法簡便，制得的聚合物細(xì)胞相容性好，適合作為生物醫(yī)用材料，尤其是作為組織工程替代物涂層的新型生物醫(yī)用材料。
圖1 本發(fā)明以共軛十八碳四烯酸為單體制備的由顆粒結(jié)構(gòu)組成的共軛十八碳四烯酸聚合物的掃描電子顯微鏡照片，顆粒尺寸為500納米。圖2 共軛十八碳四烯酸聚合物的核磁共振氫譜。圖3 共軛十八碳四烯酸聚合物的核磁共振碳譜。圖4 本發(fā)明以共軛十八碳四烯酸甲酯為單體制備的由顆粒結(jié)構(gòu)組成的共軛十八碳四烯酸聚合物的掃描電子顯微鏡照片，顆粒尺寸為20微米。
圖5 共軛十八碳四烯酸甲酯反應(yīng)前(實(shí)線)及在固態(tài)聚合15天(虛線)的紅外光譜。圖6 本發(fā)明制備的共軛十八碳四烯酸聚合物(CPNAPM)與Corning細(xì)胞培養(yǎng)板 (PLASTIC)的生物相容性比較O天后在不同材料上培養(yǎng)的SD大鼠骨髓干細(xì)胞數(shù)量-NUMBER OF the MSCs cultured on different materials after 2 days)。圖7:本發(fā)明以共軛十八碳四烯酸和共軛十八碳四烯酸甲酯(1 1)混合物為單體制備的由顆粒結(jié)構(gòu)組成的共軛十八碳四烯酸聚合物的掃描電子顯微鏡照片，顆粒尺寸為 8微米。
具體實(shí)施例方式通過下述實(shí)施例將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例1 純粹共軛多不飽和脂肪酸1.共軛十八碳四烯酸溶于氯仿中(0.01mg/ml)，用滴管取適量，滴在載玻片上，制成薄膜。2.置于10°C恒溫箱中聚合1個(gè)月。聚合物的掃描電子顯微鏡照片如圖1所示，核磁共振氫譜如圖2所示，核磁共振碳譜如圖3所示。實(shí)施例2 純粹共軛多不飽和脂肪酸衍生物1.共軛十八碳四烯酸甲酯溶于氯仿中(20mg/ml)，用滴管取適量，滴在載玻片上， 制成薄膜。2.置于45°C恒溫箱中聚合15天。聚合物的掃描電子顯微鏡照片如圖4所示，紅外光譜如圖5所示(實(shí)線聚合前；虛線聚合后)。3.從SD大鼠骨髓中分離出干細(xì)胞，置于培養(yǎng)液中培養(yǎng)1-7天，使細(xì)胞增殖，然后移種到共軛十八碳四烯酸聚合物表面，培養(yǎng)2天后計(jì)數(shù)，結(jié)果如圖6。實(shí)施例3 共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物的混合物1.共軛十八碳四烯酸和共軛十八碳四烯酸甲酯以1 1的比例溶于氯仿中(終濃度分別為5mg/ml)，用滴管取適量，滴在載玻片上，制成薄膜。2.置于90°C恒溫箱中聚合1小時(shí)。聚合物的掃描電子顯微鏡照片如圖7所示。
權(quán)利要求
1.一種共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其特征是以下述方法合成的、共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物為單體成分、具有良好的生物相容性的共軛多不飽和脂肪酸聚合物1)將0.01mg/ml 100mg/ml —種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體的混合物溶于有機(jī)溶劑中，涂在生物醫(yī)用材料表面；2)用常規(guī)制膜方法使其均勻地在材料表面形成薄膜，并讓有機(jī)溶劑自然揮發(fā)；3)將材料置于10-90°C恒溫箱中聚合，聚合時(shí)間1小時(shí)至1個(gè)月。
2.如權(quán)利要求1所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其特征是以一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物為單體的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，所述的共軛不飽和脂肪酸是指共軛二十二碳六烯酸、共軛二十碳五烯酸、共軛十八碳四烯酸、共軛十八碳三烯酸、共軛十八碳二烯酸；所述的衍生物包括上述共軛多不飽和脂肪酸的甲酯、乙酯、甘油酯、蔗糖酯、 乙二醇酯。
3.如權(quán)利要求1和2所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其特征是制備過程中所用不同共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體之間的摩爾比為1 0 10。
4.如權(quán)利要求1和2所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其特征是具有以下光譜特征 與單體相比，紅外光譜中共軛碳碳雙鍵的特征吸收999CHT1，SSlcnT1 JZlcnT1處減少直至消失，過氧化物吸收峰SOOO-SeOOcnT1處增強(qiáng)；核磁共振氫譜中共軛烯氫在5-7ppm處峰高減少直至消失，脂肪環(huán)氫在1. 5-2ppm處峰高逐漸增強(qiáng)，過氧氫的特征化學(xué)位移在3-4ppm處逐漸增強(qiáng)；核磁共振中共軛烯碳的特征化學(xué)位移在130-134ppm處減少直至消失，脂肪環(huán)碳的特征化學(xué)位移在23-28ppm處逐漸增強(qiáng)，過氧碳的特征化學(xué)位移在45_55ppm處逐漸增強(qiáng)。
5.如權(quán)利要求1和2所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物，其特征是為淡黃_棕色膜狀， 掃描電子顯微鏡觀察到直徑500納米至20微米的顆粒狀結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物的制備方法，其特征在于依次按下列步驟進(jìn)行a)將0.01mg/ml至100mg/ml的一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物單體溶于有機(jī)溶劑中，涂在生物醫(yī)用材料表面；b)用常規(guī)制膜方法使其均勻地在材料表面形成薄膜，并讓有機(jī)溶劑自然揮發(fā)；c)將材料置于10-90°C恒溫箱中聚合，聚合時(shí)間1小時(shí)至1個(gè)月。
7.如權(quán)利要求1所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物的用途，其特征在于用作生物醫(yī)用材料。
8.如權(quán)利要求7所述的共軛多不飽和脂肪酸聚合物的用途，其特征在于用作組織工程替代物的涂層材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種共軛多不飽和脂肪酸聚合物、制備方法及其用途。以一種或幾種共軛多不飽和脂肪酸或其衍生物作為單體，通過固體反應(yīng)，主要是先制成薄膜，再使其聚合，得到不溶于水和多數(shù)有機(jī)溶劑，且具有顆粒結(jié)構(gòu)的共軛多不飽和脂肪酸聚合物。該方法條件溫和，操作簡單，制得的共軛多不飽和脂肪酸聚合物生物相容性好，適合用作組織工程替代物等生物醫(yī)用材料。
文檔編號C08F36/22GK102212158SQ20101016339
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月10日
發(fā)明者盧亞楠, 和明莉, 孫元元, 曹翠, 曹瑩, 楊林, 王華杰 申請人:河南師范大學(xué)