CN102212158A

CN102212158A - 共轭多不饱和脂肪酸聚合物、制备方法及用途

Info

Publication number: CN102212158A
Application number: CN2010101633925A
Authority: CN
Inventors: 曹莹; 曹翠; 杨林; 王华杰; 孙元元; 和明莉; 卢亚楠
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2010-04-10
Filing date: 2010-04-10
Publication date: 2011-10-12

Abstract

本发明涉及一种共轭多不饱和脂肪酸聚合物、制备方法及其用途。以一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物作为单体，通过固体反应，主要是先制成薄膜，再使其聚合，得到不溶于水和多数有机溶剂，且具有颗粒结构的共轭多不饱和脂肪酸聚合物。该方法条件温和，操作简单，制得的共轭多不饱和脂肪酸聚合物生物相容性好，适合用作组织工程替代物等生物医用材料。

Description

共轭多不饱和脂肪酸聚合物、制备方法及用途

技术领域

本发明涉及一种共轭多不饱和脂肪酸聚合物、其制备方法及用途。

背景技术

组织损伤、缺损导致功能障碍是目前常见的疾病。这些疾病患者通常需要通过外科手术，即通过自身移植或异种移植对病损组织或器官进行修复或替换。组织工程替代物正在发挥越来越重要的作用。这些材料必须复合某些要求。其中最重要的是，他们必须具有生物相容性。生物相容性材料植入病损部位后，其特征表现在不会引起机体产生不良反应，如：炎症反应、血液凝集等。为避免或减少这些不良反应，人们提出了许多方案，包括用骨形成蛋白等生长因子或肝素等药物处理材料表面等。最有吸引力的思路是通过在组织工程替代物表面涂敷一层生物相容性好的涂层，然后将机体来源的正常细胞移植到涂层表面，形成一个细胞层。再将这一复合物植入病损部位时，由于在材料与机体之间具有机体自身来源的细胞层，使得移植物表现出优良的生物相容性。基于共轭多不饱和脂肪酸，如共轭亚油酸、共轭二十二碳六烯酸和共轭二十碳五烯酸等均是人体必需脂肪酸，具有很好的生物相容性，我们开发出新型的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，该聚合物对正常细胞具有良好的生物相容性。因此，该共轭多不饱和脂肪酸聚合物作为生物医用材料在组织工程领域具有良好的应用前景。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种新的共轭多不饱和脂肪酸聚合物。

本发明要解决的另一问题是提供上述共轭多不饱和脂肪酸聚合物的合成方法。

本发明还要解决的问题是提供上述共轭多不饱和脂肪酸聚合物的用途。

本发明提供的共轭多不饱和脂肪酸聚合物是以共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物为主要单体形成的聚合物，包括以一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物为单体形成的共轭多不饱和脂肪酸聚合物。本发明的共轭多不饱和脂肪酸聚合物的单体成分中不同共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物之间的摩尔比为1∶0～10。所述的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体的结构特征推荐是具有两个或两个以上双键，其中碳链中不饱和双键的位置共轭。所述的共轭多不饱和脂肪酸推荐共轭二十二碳六烯酸(CDHA)、共轭二十碳五烯酸(CEPA)、共轭十八碳四烯酸(CPnA)、共轭十八碳三烯酸、共轭十八碳二烯酸；所述的衍生物推荐上述共轭多不饱和脂肪酸的甲酯、乙酯、甘油酯、蔗糖酯、乙二醇酯；尤其推荐共轭十八碳四烯酸及其衍生物。本发明的共轭多不饱和脂肪酸聚合物推荐是由颗粒结构组成的薄膜状产物(图1)。本发明的共轭多不饱和脂肪酸聚合物具有良好的生物相容性。

本发明推荐的聚合物的红外光谱特征为：共轭碳-碳双键的特征吸收(999cm^-1，881cm^-1，721cm^-1)的减少直至消失；过氧化物吸收峰(3000-3600cm^-1)的增强。核磁共振氢谱显示共轭烯氢的特征化学位移在5-7ppm处减少直至消失；脂肪环氢的特征化学位移在1.5-2ppm处逐渐增强；过氧氢的特征化学位移在3-4ppm处逐渐增强。核磁共振碳谱显示共轭烯碳的特征化学位移在130-134ppm处减少直至消失；脂肪环碳的特征化学位移在23-28ppm处逐渐增强；过氧碳的特征化学位移在45-55ppm处逐渐增强。脂肪环氢、碳的特征化学位移逐渐增强，说明通过反应分子运动受到了限制，生成了聚合物。

本发明推荐的共轭多不饱和脂肪酸聚合物为淡黄-棕色膜状，扫描电子显微镜观察到直径500纳米-20微米的颗粒状结构。

本发明的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其是用如下方法制备的：

1.所用共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物推荐在使用前充氮，保存于遮光，-20℃以下。

2.将一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物溶于有机溶剂中，涂在组织工程替代物等生物医用材料表面，待有机溶剂挥发后形成一层共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物薄膜。薄膜厚度可通过常规制膜方法进行调整。溶解时推荐的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体的浓度为0.01mg/ml～100mg/ml；所述的有机溶剂是共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物可溶的有机溶剂，包括脂肪烃、芳香烃、卤代烃类有机溶剂，如***、苯、三氯甲烷、石油醚、环己烷等，尤其推荐溶于氯仿中；制膜方法推荐使用spin casting的方法。推荐的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物如前所述，推荐的不同共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物之间的摩尔比为1∶0～10。

3.将涂好共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物薄膜的材料置于恒温箱中(10-90℃)，使其聚合(1小时-1个月)，反应温度越高，反应时间越短。反应进行的程度推荐可通过红外光谱和核磁共振波谱来追迹和测定。

4.在完成聚合的材料表面种植细胞，细胞种类视应用目的而定。植入体内需要修复或替代的组织或器官部位。

本发明所用的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物是一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物以摩尔比为1∶0～10比例混合的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物的混合物。所述的共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物分子的结构特征是具有两个或两个以上双键，其中碳链中不饱和双键的位置共轭。

从SD大鼠骨髓中分离的干细胞在本发明的聚合物表面生长情况良好，优于Corning细胞培养板。可考虑作为组织工程替代物涂层材料。本发明制备的聚合物薄膜与细胞培养板生物相容性比较结果如图5所示。

本发明基于共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体，在温和条件下，使其发生固体聚合反应，得到聚合产物。该方法条件温和，方法简便，制得的聚合物细胞相容性好，适合作为生物医用材料，尤其是作为组织工程替代物涂层的新型生物医用材料。

附图说明

图1：本发明以共轭十八碳四烯酸为单体制备的由颗粒结构组成的共轭十八碳四烯酸聚合物的扫描电子显微镜照片，颗粒尺寸为500纳米。

图2：共轭十八碳四烯酸聚合物的核磁共振氢谱。

图3：共轭十八碳四烯酸聚合物的核磁共振碳谱。

图4：本发明以共轭十八碳四烯酸甲酯为单体制备的由颗粒结构组成的共轭十八碳四烯酸聚合物的扫描电子显微镜照片，颗粒尺寸为20微米。

图5：共轭十八碳四烯酸甲酯反应前(实线)及在固态聚合15天(虚线)的红外光谱。

图6：本发明制备的共轭十八碳四烯酸聚合物(CPNAPM)与Corning细胞培养板(PLASTIC)的生物相容性比较(2天后在不同材料上培养的SD大鼠骨髓干细胞数量-NUMBER OF the MSCs cultured on different materials after 2 days)。

图7：本发明以共轭十八碳四烯酸和共轭十八碳四烯酸甲酯(1∶1)混合物为单体制备的由颗粒结构组成的共轭十八碳四烯酸聚合物的扫描电子显微镜照片，颗粒尺寸为8微米。

具体实施方式

通过下述实施例将有助于理解本发明，但并不限制本发明的内容。

实施例1：纯粹共轭多不饱和脂肪酸

1.共轭十八碳四烯酸溶于氯仿中(0.01mg/ml)，用滴管取适量，滴在载玻片上，制成薄膜。

2.置于10℃恒温箱中聚合1个月。聚合物的扫描电子显微镜照片如图1所示，核磁共振氢谱如图2所示，核磁共振碳谱如图3所示。

实施例2：纯粹共轭多不饱和脂肪酸衍生物

1.共轭十八碳四烯酸甲酯溶于氯仿中(20mg/ml)，用滴管取适量，滴在载玻片上，制成薄膜。

2.置于45℃恒温箱中聚合15天。聚合物的扫描电子显微镜照片如图4所示，红外光谱如图5所示(实线：聚合前；虚线：聚合后)。

3.从SD大鼠骨髓中分离出干细胞，置于培养液中培养1-7天，使细胞增殖，然后移种到共轭十八碳四烯酸聚合物表面，培养2天后计数，结果如图6。

实施例3：共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物的混合物

1.共轭十八碳四烯酸和共轭十八碳四烯酸甲酯以1∶1的比例溶于氯仿中(终浓度分别为5mg/ml)，用滴管取适量，滴在载玻片上，制成薄膜。

2.置于90℃恒温箱中聚合1小时。聚合物的扫描电子显微镜照片如图7所示。

Claims

1.一种共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其特征是以下述方法合成的、共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物为单体成分、具有良好的生物相容性的共轭多不饱和脂肪酸聚合物：

1)将0.01mg/ml～100mg/ml一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体的混合物溶于有机溶剂中，涂在生物医用材料表面；

2)用常规制膜方法使其均匀地在材料表面形成薄膜，并让有机溶剂自然挥发；

3)将材料置于10-90℃恒温箱中聚合，聚合时间1小时至1个月。

2.如权利要求1所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其特征是以一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物为单体的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，所述的共轭不饱和脂肪酸是指共轭二十二碳六烯酸、共轭二十碳五烯酸、共轭十八碳四烯酸、共轭十八碳三烯酸、共轭十八碳二烯酸；所述的衍生物包括上述共轭多不饱和脂肪酸的甲酯、乙酯、甘油酯、蔗糖酯、乙二醇酯。

3.如权利要求1和2所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其特征是制备过程中所用不同共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体之间的摩尔比为1∶0～10。

4.如权利要求1和2所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其特征是具有以下光谱特征：与单体相比，红外光谱中共轭碳碳双键的特征吸收999cm^-1，881cm^-1，721cm^-1处减少直至消失，过氧化物吸收峰3000-3600cm^-1处增强；核磁共振氢谱中共轭烯氢在5-7ppm处峰高减少直至消失，脂肪环氢在1.5-2ppm处峰高逐渐增强，过氧氢的特征化学位移在3-4ppm处逐渐增强；核磁共振中共轭烯碳的特征化学位移在130-134ppm处减少直至消失，脂肪环碳的特征化学位移在23-28ppm处逐渐增强，过氧碳的特征化学位移在45-55ppm处逐渐增强。

5.如权利要求1和2所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物，其特征是为淡黄-棕色膜状，扫描电子显微镜观察到直径500纳米至20微米的颗粒状结构。

6.如权利要求1所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物的制备方法，其特征在于依次按下列步骤进行：

a)将0.01mg/ml至100mg/ml的一种或几种共轭多不饱和脂肪酸或其衍生物单体溶于有机溶剂中，涂在生物医用材料表面；

b)用常规制膜方法使其均匀地在材料表面形成薄膜，并让有机溶剂自然挥发；

c)将材料置于10-90℃恒温箱中聚合，聚合时间1小时至1个月。

7.如权利要求1所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物的用途，其特征在于用作生物医用材料。

8.如权利要求7所述的共轭多不饱和脂肪酸聚合物的用途，其特征在于用作组织工程替代物的涂层材料。