一種細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備及其用圖
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物醫用材料領域，特別涉及一種細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制 備及其用途。
【背景技術】
[0002] 隨著生物醫學的發展，生物材料的應用變得越來越廣泛和重要，而生物材料的關 鍵性能是其生物相容性。由于生物醫用材料往往需要與人體體表、血液、體液接觸，有的甚 至要求永久性植入體內，為了保證其使用的安全性，必須具備優良的生物相容性。理想生物 醫用材料設計的關鍵在于實現對生命體系與材料界面之間在分子水平和細胞水平上相互 作用的有效調控，而仿生材料技術已被認為是研制高品質生物醫用材料的重要途徑。
[0003] 磯酸膽堿是廣泛存在于動物和植物細胞膜的結構單元磯脂的親水極性頭部分， 由帶一個負電荷的磯酸基及帶一個正電荷的膽堿季胺基構成，不僅對保持正常細胞的形 狀、大小和生理功能具有重要的作用，還具有顯著的蛋白排斥特性，可W極大程度地降低 蛋白質在其上的吸附，從而減少免疫系統的活化和血小板的沉積。含磯酸膽堿的仿生聚 合物材料表現出良好的血液相容性和抑制蛋白質吸附等優異性能而受到廣泛關注。國 際著名期刊 Nano Today 發表了 一 篇論文；R. Matsuno, K. Ishihara, Integrated functional nanocolloids covered with artificial cell membranes for biomedical applications. (Nano Today, 2011, 6, 61-74)。國際著名期刊 Materials Letters 發 表了一篇論文：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)。中國專利 CN 195288 B 公開了一種防止蛋白質 吸附的眼鏡材料的制造方法；中國專利CN 101979419 B公開一種具有抗吸附功能的高強 度水凝膠及其制備方法，W上制備的生物材料在生物醫用領域的應用也在不斷拓展。
[0004] 液晶態也是在生命體系中廣泛存在，所有生物膜都具有典型的液晶結構，生命過 程中的許多重要功能都與生物膜分子的液晶態構象與運動密切相關。從仿生設計的角度出 發，模擬生物膜表面液晶態結構，制備了一系列生理溫度下呈液晶態的液晶及其聚合物復 合膜基生物材料，能表現出良好的血液相容性和細胞相容性，是一種理想仿生生物醫用材 料。中國組織工程研究與臨床康復公開了一篇W陳海豐、曾戎、屠美等發表的名為液晶/聚 氯己帰復合膜的表面拓撲結構調控及蛋白吸附研究（中國組織工程研究與臨床康復，2010， 14(20:3839-3842)。同時，國際著名期刊Carbohy化ate Polymers也公開了；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)。但上述液晶態材料在 生理溫度下在分子水平無法實現仿生結構的制造，且存在疏水性較大等缺點，限制了其應 用。因此，制備一種在分子水平和聚集態結構上都可W實現仿生設計，且可改善液晶膜的表 面親水性和生物相容性，可廣泛用于組織工程、醫用敷料及介入和植入性醫療器械的生物 醫用材料是當前有待解決的難題。
【發明內容】
[0005] 為了解決現有技術仿生生物醫用材料仿生程度低，疏水性大的缺陷。本發明提供 一種仿細胞膜結構的聚合物液晶膜材料的制備及其用途，W解決W上難題。
[0006] 本發明的目的之一是提供一種細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備方法，包括W 下步驟： (1) 將聚合物液晶材料溶于成膜溶劑中形成濃度為1~10 wt%的均質溶液，將其涂覆在 基材上形成液晶膜； (2) 將步驟（1)得到的液晶膜進行預福照，福照總劑量為5k~lOOkGy ; (3) 將步驟（2)得到的預福照處理后的液晶膜浸入含濃度為3~30 wt%的磯酸膽堿的己 帰基單體水溶液中，在無氧條件下進行接枝反應，取出，離子水清洗，真空干燥后，，即得到 一種細胞膜仿生高分子液晶膜材料。
[0007] 本發明細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備方法中步驟（1)的聚合物液晶材料為 的輕丙基纖維素醋中的一種或其組合物，優選為輕丙基纖維素丙醋、輕丙基纖維素下 醋、輕丙基纖維素辛醋。在生理溫度下呈現液晶態，可W構建具有良好生物相容性的高分子 液晶復合材料。
[0008] 進一步，步驟（1)中的成膜溶劑為四氨巧喃和丙麗中的一種或其組合物。
[0009] 在步驟（1)中的基材為高分子材料、金屬或陶瓷，其中步驟（1)中涂覆工藝選自噴 涂、旋涂、浸涂、淋涂、德鑄或流延的方式將聚合物液晶材料涂覆成液晶膜。
[0010] 本發明細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備方法中步驟（2)中所述的預福照為 6°C〇-y射線或電子束處理；所述的步驟（2)中預福照條件為真空或惰性氣體或空氣中。
[0011] 本發明細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備方法中步驟（2)含磯酸膽堿的己帰基 單體為甲基丙帰醜氧己基磯酸膽堿或丙帰醜氧己基磯酸膽堿。
[001引進一步，所述的步驟（3)中接枝反應條件為反應溫度20~8(TC，反應時間1~12h。
[0013] 本發明細胞膜仿生高分子液晶膜材料的制備方法制備得細胞膜仿生高分子液晶 膜材料在制備醫用敷料、介入器械、植入器械或與血液接觸的醫療器械中的應用。
[0014] 本發明的原理：輕丙甲纖維素酸醋是一類膽留型液晶態高分子，通過溶液成膜可 形成模仿生物膜聚集態液晶結構的基膜；進一步利用預福照技術在其表面引入活性位點， 進而引發含磯酸膽堿基團的己帰基單體接枝形成親水性磯酸膽堿聚合物，從而獲得同時模 仿細胞膜的分子結構和聚集態結構的仿生液晶膜材料，具有優良的親水性和生物相容性， 在生物醫用領域應用廣泛。
[0015] 總之，本發明的細胞膜仿生高分子液晶膜材料，相對于現有技術具有如下的優點 及效果： 與現有技術相比，本發明所述的制備方法工藝簡單、成本低、生產周期短、具有良好的 工業化實用前景，且利用民用核技術做到了節能減排，降低環境污染；得到的仿細胞膜結構 的聚合物液晶膜材料同時模仿了細胞膜的分子結構和聚集態結構，具有良好的表面生物性 能，在醫用敷料、介入植入器械、與血液接觸的醫療器械等領域應用廣泛。
[001引
【附圖說明】： 圖1為本發明細胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前后的X射線光電子能譜圖； 其中：1為細胞膜仿生高分子液晶膜材料福照接枝前的X射線光電子能譜圖，