CN108250477A - 一种改性sebs材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域,尤其涉及一种改性SEBS材料及其制备方法和应用,该材料包括:多巴胺修饰的SEBS和两个端基均接枝在所述SEBS表面的亲水聚合物;所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。本发明以多巴胺作为仿生粘合剂,将亲水聚合物的两端固定到SEBS表面,构建了亲水聚合物的loop构象,表面接枝全过程无有机溶剂的使用,避免了有机溶剂的污染和毒害。本发明通过在SEBS表面构建loop构象的亲水聚合物,较在SEBS表面构建brush构象的亲水聚合物进一步提升了SEBS材料抵抗蛋白质和血小板粘附的能力,表现出优异的血液相容性,将其应用于生物医用材料领域能产生良好的社会经济效益。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,尤其涉及一种改性SEBS材料及其制备方法和应用。
背景技术
随着医学、生命科学、材料科学的发展,生物材料有着良好的发展前景,比如在人工心脏、人工血管、血袋等方面的应用,这些与人类健康息息相关。高分子材料由于其特有的性能在生物材料领域有着广泛应用。目前,在生物材料领域使用最为广泛的高分子材料是聚氯乙烯(PVC),但由于PVC容易析出对人体有害的增塑剂邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)以及耐辐照性能差灭菌受限等缺点,国内外在开发医用PVC替代材料方面做了大量工作。
氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)由于其优异的耐老化性能、热稳定性、热塑性,并且其制品透明度高、易杀菌,是替代医用PVC的理想材料。但是SEBS表面能较低,当材料与血液接触时,材料表面容易吸附血浆蛋白,进而促进血小板的粘附和激活,最终导致凝血和血栓。此外,SEBS的表面无反应性官能团,对其表面修饰有一定的限制,而常用表面改性手段如:紫外辐照、臭氧照射、表面引发-原子转移自由基聚合等难以实施或成本较高,这也在一定程度上制约着其在医疗领域的应用范围。
聚乙二醇(PEG)由于其强亲水性、低免疫活性、无毒等优点常用于修饰材料表面,而多数研究集中在PEG在材料表面形成刷状(brush)后,接枝链长度和密度对抗污性能的影响,很少研究在表面形成环状(loop)对抗污性能的影响。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种改性SEBS材料及其制备方法和应用,本发明提供的改性SEBS材料在SEBS基底上构建了亲水聚合物的loop构象,具有优异的血液相容性。
本发明提供了一种改性SEBS材料,包括:多巴胺修饰的SEBS和两个端基均接枝在所述SEBS表面的亲水聚合物;
所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
优选的,所述亲水聚合物包括双巯基PEG、双氨基PEG、双羧基PEG、双磺酸基PEG、双巯基聚氨基酸、双氨基聚氨基酸、双羧基聚氨基酸、双磺酸基聚氨基酸、双巯基聚氨基酸衍生物、双氨基聚氨基酸衍生物、双羧基聚氨基酸衍生物、双磺酸基聚氨基酸衍生物、双巯基两性离子聚合物、双氨基两性离子聚合物、双羧基两性离子聚合物和双磺酸基两性离子聚合物中的一种或多种。
优选的,所述亲水聚合物的数均分子量为1000~20000。
本发明提供了一种改性SEBS材料的制备方法,包括以下步骤:
提供多巴胺修饰的SEBS,所述SEBS在亲水聚合物溶液中进行反应,得到改性SEBS材料;
所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
优选的,所述亲水聚合物溶液中亲水聚合物的含量为0.05~10mg/ml。
优选的,所述反应的温度为25~90℃,反应的时间为1~12h,反应的pH值为7.2~10。
优选的,所述多巴胺修饰的SEBS按照以下方法进行制备:
SEBS基材在多巴胺溶液中进行反应,得到多巴胺修饰的SEBS。
优选的,所述多巴胺溶液中多巴胺的含量为0.05~30wt%。
优选的,所述SEBS基材在多巴胺溶液中进行反应的温度为25~50℃,反应的时间为2~24h,反应的pH值为7.2~10。
本发明提供了一种医疗器械,所述医疗器械包括上述技术方案所述的改性SEBS材料或上述技术方案所述方法制备的改性SEBS材料。
与现有技术相比,本发明提供了一种改性SEBS材料及其制备方法和应用。本发明提供的改性SEBS材料包括:多巴胺修饰的SEBS和两个端基均接枝在所述SEBS表面的亲水聚合物;所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。本发明以多巴胺作为仿生粘合剂,将亲水聚合物的两端固定到SEBS表面,构建了亲水聚合物的loop构象,表面接枝全过程无有机溶剂的使用,避免了有机溶剂的污染和毒害。本发明通过在SEBS表面构建loop构象的亲水聚合物,极大提升了SEBS材料抵抗蛋白质和血小板粘附的能力,从而使其表现出优异的血液相容性,将其应用于生物医用材料领域能产生良好的社会经济效益。实验结果表明,相比于未改性的SEBS以及利用PEG修饰SEBS形成brush构象的表面,本发明提供的PEG的loop构象改性的SEBS材料的血液相容性大幅提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1提供的不同修饰表面红外谱图;
图2是本发明实施例1提供的不同修饰表面水接触角检测结果;
图3是本发明实施例1提供的Fib、BSA、IgG、lysozyme四种蛋白质在不同修饰表面吸附量柱状图;
图4是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附CLSM图;
图5是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附SEM图;
图6是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附量柱状图;
图7是本发明实施例2提供的5000分子量单双巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果;
图8是本发明实施例2提供的Fib蛋白质在相同接枝质量不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图;
图9是本发明实施例2提供的BSA蛋白质在相同接枝质量不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图;
图10是本发明实施例3提供的5000分子量单巯基PEG和10000分子量的双巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果;
图11是本发明实施例3提供的Fib蛋白质在相同接枝质量相同接枝密度不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图;
图12是本发明实施例3提供的BSA蛋白质在相同接枝质量相同接枝密度不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种改性SEBS材料,包括:多巴胺修饰的SEBS和两个端基均接枝在所述SEBS表面的亲水聚合物;
所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
本发明提供的改性SEBS材料包括多巴胺修饰的SEBS和亲水聚合物。其中,所述巴胺修饰的SEBS可采用以下方法制备得到:
SEBS基材在多巴胺溶液中进行反应,得到多巴胺修饰的SEBS。
在本发明提供的上述多巴胺修饰的SEBS的制备方法中,所述SEBS基材是指未经过任何修饰或改性的SEBS材料,所述SEBS材料可采用Kraton公司提供的牌号为G1652的SEBS粉料制成;所述多巴胺溶液中多巴胺的含量优选为0.05~30wt%,具体可为0.05wt%、0.5wt%、1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%、10wt%、11wt%、12wt%、13wt%、14wt%、15wt%、20wt%、25wt%或30wt%;所述反应的温度优选为25~50℃,具体可为25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃或50℃;所述反应的时间优选为2~24h,具体可为2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h、20h、21h、22h、23h或24h;所述反应的pH值优选控制在7.2~10,更优选控制在7.5~9.5。在本发明中,优选通过在反应体系中添加Tris-HCl缓冲液来控制反应pH值。在本发明提供的一个实施例中,可先将Tris(三羟甲基氨基甲烷)、盐酸与水混合获得合适pH值的Tris-HCl水溶液,再将所述水溶液和多巴胺混合获得合适pH值的多巴胺溶液,接着使SEBS基材在该多巴胺溶液中进行反应。SEBS基材在多巴胺溶液中反应完毕后,对反应产物进行洗涤和干燥,得到多巴胺修饰的SEBS。
在本发明中,所述亲水聚合物的两个端基均接枝在所述SEBS表面,所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。在本发明中,所述亲水聚合物包括但不限于双巯基PEG、双氨基PEG、双羧基PEG、双磺酸基PEG、双巯基聚氨基酸、双氨基聚氨基酸、双羧基聚氨基酸、双磺酸基聚氨基酸、双巯基聚氨基酸衍生物、双氨基聚氨基酸衍生物、双羧基聚氨基酸衍生物、双磺酸基聚氨基酸衍生物、双巯基两性离子聚合物、双氨基两性离子聚合物、双羧基两性离子聚合物和双磺酸基两性离子聚合物中的一种或多种;所述亲水聚合物的数均分子量优选为1000~20000,具体可为1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000、8500、9000、9500、10000、11000、11500、12000、12500、13000、13500、14000、14500、15000、15500、16000、16500、17000、17500、18000、18500、19000、19500或20000。
本发明提供的改性材料以多巴胺作为仿生粘合剂,将亲水聚合物的两端固定到SEBS表面,构建了亲水聚合物的loop构象。本发明通过在SEBS表面构建loop构象的亲水聚合物表面,极大地提升了SEBS的血液相容性,将其应用于生物医用材料领域能产生良好的社会经济效益。实验结果表明,相比于未改性的SEBS以及利用PEG修饰SEBS形成brush构象的表面,本发明提供的以PEG的loop构象改性的SEBS材料的血液相容性能力大幅提升。
本发明提供了一种改性SEBS材料的制备方法,包括以下步骤:
提供多巴胺修饰的SEBS,所述SEBS在亲水聚合物溶液中进行反应,得到改性SEBS材料;
所述亲水聚合物的两个端基独立地选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
在本发明提供的制备方法中,首先提供多巴胺修饰的SEBS,所述多巴胺修饰的SEBS的制备方法在上文中已经介绍,在此不再赘述。
获得多巴胺修饰的SEBS后,所述SEBS在亲水聚合物溶液中进行反应。其中,所述亲水聚合物在上文中已经介绍,在此不再赘述;所述亲水聚合物溶液中亲水聚合物的含量优选为0.05~10mg/ml,具体可为0.05mg/ml、0.1mg/ml、0.5mg/ml、1mg/ml、1.5mg/ml、2mg/ml、2.5mg/ml、3mg/ml、3.5mg/ml、4mg/ml、4.5mg/ml、5mg/ml、5.5mg/ml、6mg/ml、6.5mg/ml、7mg/ml、7.5mg/ml、8mg/ml、8.5mg/ml、9mg/ml、9.5mg/ml或10mg/ml;所述反应的温度优选为25~90℃,具体可为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃或90℃;所述反应的时间优选为1~12h,具体可为1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h、4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h、8h、8.5h、9h、9.5h、10h、10.5h、11h、11.5h或12h;所述反应的pH值优选控制在7.2~10,更优选控制在7.5~9.5。在本发明中,优选通过在反应体系中添加Tris-HCl缓冲液来控制反应pH值。在本发明提供的一个实施例中,可先将Tris、盐酸与水混合获得合适pH值的Tris-HCl水溶液,再将所述水溶液和亲水聚合物混合获得合适pH值的亲水聚合物溶液,接着使多巴胺修饰的SEBS在该亲水聚合物溶液中进行反应。多巴胺修饰的SEBS在亲水聚合物溶液中反应完毕后,对反应产物进行洗涤和干燥,得到本发明提供的改性SEBS材料。
本发明提供的制备方法以多巴胺作为仿生粘合剂,将亲水聚合物的两端接枝到SEBS表面,构建了亲水聚合物的loop构象,极大地提升了SEBS的血液相容性。本发明提供的制备方法无有机溶剂参与、接枝速率快、制备工艺简单、反应条件温和、适合大规模生产。实验结果表明,相比于未改性的SEBS以及利用PEG修饰SEBS形成brush构象的表面,本发明提供的以PEG的loop构象改性的SEBS材料的血液相容性能力大幅提升。
本发明还提供了一种医疗器械,所述医疗器械包括上述技术方案所述的改性SEBS材料或上述技术方案所述方法制备的改性SEBS材料。
本发明提供的医疗器械以所述改性SEBS材料作为部分或全部材料,所述医疗器械包括但不限于人工心脏、人工血管或血袋。本发明提供的医疗器械由于含有所述改性SEBS材料,因此也具有优异的血液相容性。
为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
将Tris和水混合并利用盐酸调节pH,得到pH为7.5-9.5的Tris-HCl溶液;将多巴胺和上述Tris-HCl溶液混合,得到多巴胺含量2wt%的多巴胺/Tris-HCl水溶液;将单巯基PEG(数均分子量5k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到单巯基PEG含量5mg/ml单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液;将双巯基PEG(数均分子量5k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到双巯基PEG含量5mg/ml双巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液。
将SEBS粉料(厂家Kraton,牌号G1652,聚苯乙烯含量29wt%)配制成15wt%SEBS的二甲苯溶液,将溶液滴涂到玻璃板上,挥发,得到SEBS膜。将SEBS膜浸入到上述多巴胺/Tris-HCl水溶液中,室温搅拌反应2h,去离子水冲洗三次,乙醇冲洗一次,氮气吹干,得到多巴胺修饰的SEBS膜。
将所述多巴胺修饰的SEBS膜置于单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液中,40℃条件下反应7h时间,去离子水冲洗三次,乙醇冲洗一次,氮气吹干,单巯基PEG改性SEBS材料,改性材料中单巯基PEG在SEBS表面形成brush构象。
将所述多巴胺修饰的SEBS膜置于双巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液中,40℃条件下反应3h时间,去离子水冲洗三次,乙醇冲洗一次,氮气吹干,双巯基PEG改性SEBS材料,改性材料中双巯基PEG在SEBS表面形成loop构象。
结果分析:
1)利用红外测试改性前后的材料表面,结果如图1所示,图1是本发明实施例1提供的不同修饰表面红外谱图,其中图(a)为4000~750cm-1波数范围内的谱图,图(b)为2000~800波数范围内的谱图,图1中SEBS表示未修饰的SEBS膜,SEBS-PDOPA表示多巴胺修饰的SEBS膜,SEBS-PDOPA-PEG表示双巯基PEG改性SEBS材料。如图1(a)所示,当接枝多巴胺后,在3400cm-1左右出现了N-H/OH的伸缩振动峰,说明多巴胺接枝成功,在(b)图的1110cm-1处出现了C-O-C特征峰,说明PEG接枝成功。
2)对获得的单巯基PEG改性SEBS材料和双巯基PEG改性SEBS材料进行X射线光电子能谱分析(XPS),结果如表1所示:
表1不同构象PEG修饰SEBS表面元素含量
通过表1可以看出,双巯基PEG改性表面硫含量约为单巯基PEG改性表面硫含量的二倍,此时为形成loop构象和brush构象的PEG接枝质量接近。
3)测试对比双巯基PEG形成loop构象改性表面与单巯基PEG形成brush构象改性表面抗污性能。
3-1)测试改性前后材料的水接触角,结果如图2所示,图2是本发明实施例1提供的不同修饰表面水接触角检测结果,图2中,SEBS表示未修饰的SEBS膜,PDA表示多巴胺修饰的SEBS膜,brush表示单巯基PEG改性SEBS材料,loop表示双巯基PEG改性SEBS材料。通过图2可以看出,随着多巴胺和PEG的接枝改性,表面水接触角明显下降,表明改性后材料表面亲水性增强,有利于抗污。
3-2)利用酶标仪测试改性前后材料表面对Fib、BSA、IgG、和lysozyme四种蛋白质吸附性能(将蛋白质配制成1mg/ml的蛋白质PBS溶液,在37℃条件下静态吸附2h),结果如图3所示,图3是本发明实施例1提供的Fib、BSA、IgG、lysozyme四种蛋白质在不同修饰表面吸附量柱状图,图3中,SEBS表示未修饰的SEBS膜,PDA表示多巴胺修饰的SEBS膜,brush表示单巯基PEG改性SEBS材料,loop表示双巯基PEG改性SEBS材料。通过图3可以看出,随着多巴胺和PEG的接枝,Fib、BSA、IgG和lysozyme四种蛋白质的吸附量明显下降,特别值得提出的是对于PEG的loop构象比brush构象对四种蛋白质吸附量分别减少37.3%、39.2%、40.5%和55.2%。
3-3)利用激光共聚焦CLSM对材料改性前后对血小板粘附性能测试(将新鲜兔血采集到含有3.8wt%柠檬酸钠抗凝剂采血管中,1000rpm离心15min,取上层血小板,取20μL血小板滴加到提前用PBS浸泡过得材料表面,37℃条件下静态吸附1h,PBS溶液冲洗三次,然后用1ml2.5v/v%戊二醛/PBS溶液在4℃条件下固定过夜,PBS溶液冲洗三次,接着用10%、30%、50%、70%、90%、100%乙醇水溶液梯度脱水,之后置于真空烘箱干燥,最后进行CLSM和SEM测试),结果如图4所示,图4是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附CLSM图,图4中,SEBS表示未修饰的SEBS膜,PDA表示多巴胺修饰的SEBS膜,brush表示单巯基PEG改性SEBS材料,loop表示双巯基PEG改性SEBS材料。通过图4可以看出,随着多巴胺和PEG的接枝,血小板粘附量明显减少,PEG的loop构象比brush构象抗血小板粘附效果更好。
3-4)进一步利用SEM对材料改性前后对血小板粘附性能进行测试,结果如图5所示,图5是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附SEM图。通过图5可以看出,随着多巴胺和PEG的接枝,血小板粘附量明显减少,PEG的loop构象比brush构象抗血小板粘附效果更好,这与CLSM结果一致。
对SEM测试结果进行统计,并定量分析,结果如图6所示,图6是本发明实施例1提供的血小板在不同修饰表面粘附量柱状图,图6中,SEBS表示未修饰的SEBS膜,PDA表示多巴胺修饰的SEBS膜,brush表示单巯基PEG改性SEBS材料,loop表示双巯基PEG改性SEBS材料。通过图6可以看出,随着多巴胺和PEG的接枝,血小板粘附量明显减少,特别值得提出的是PEG的loop构象比brush构象对血小板粘附量减少44.4%。
通过对蛋白质吸附和血小板粘附测试,发现PEG改性后材料表面对四种蛋白质吸附和血小板粘附量均减少,特别是PEG在SEBS表面形成loop构象后较brush构象对SEBS材料表面的抗污性能有大幅度提升。
实施例2
将Tris和水混合并利用盐酸调节pH,得到pH为7.5-9.5的Tris-HCl溶液;将多巴胺和上述Tris-HCl溶液混合,得到多巴胺含量2wt%的多巴胺/Tris-HCl水溶液;将单巯基PEG(数均分子量5k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到单巯基PEG含量为5mg/ml的单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液;将双巯基PEG(数均分子量5k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到双巯基PEG含量为5mg/ml的双巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液。
将SEBS配制成2wt%的SEBS的甲苯溶液,取10微升滴在耗散型石英晶体微天平(QCM-D)金芯片上,利用旋涂仪3000rpm旋涂20s,50℃下真空干燥过夜,然后浸入多巴胺/Tris-HCl水溶液中,室温搅拌反应2h,去离子水冲洗三次,乙醇冲洗一次,氮气吹干。将多巴胺改性后的SEBS金芯片放入QCM-D腔体,分别将单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液和双巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液通入QCM-D腔体,40℃反应一定时间,对应获得单巯基PEG改性SEBS材料和双巯基PEG改性SEBS材料。其中,单巯基PEG在SEBS表面形成brush构象,双巯基PEG在SEBS表面形成loop构象。
结果分析:
利用QCM-D实时在线检测分子量为5k单双巯基PEG接枝量,通过控制反应接枝时间控制PEG接枝量,当loop和brush构象的PEG接枝质量一致时,进一步测试两种构象PEG抗蛋白质吸附性能。
图7是本发明实施例2提供的5000分子量单双巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果。图7中,(a)图对应的是单巯基PEG,(b)图对应的是双巯基PEG。当brush和loop构象的PEG接枝量在22Hz左右时(对应的反应时间分别为1.2和2.0h),测试两种构象PEG改性后表面对于Fib、BSA两种蛋白质的吸附。Fib、BSA两种蛋白质的吸附结果如图8和9所示,图8是本发明实施例2提供的Fib蛋白质在相同接枝质量不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图,图9是本发明实施例2提供的BSA蛋白质在相同接枝质量不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图,图中mPEG-SH-5K表示单巯基PEG改性SEBS材料,SH-PEG-SH-5K表示双巯基PEG改性SEBS材料,PEG Grafting表示PEG接枝量,Fib Absorption表示Fib吸附量,BSA Absorption表示BSA吸附量。通过图8和9可以看出,loop构象和brush构象的PEG在接枝质量接近的条件下,对于Fib、BSA两种蛋白质的吸附量,loop较brush构象分别减少43.3%、72.0%。可见,在接枝质量一样的条件下,PEG的loop构象比brush构象对SEBS材料表面改性抗污效果更好。
实施例3
将Tris和水混合并利用盐酸调节pH,得到pH为7.5-9.5的Tris-HCl溶液;将多巴胺和上述Tris-HCl溶液混合,得到多巴胺含量2wt%的多巴胺/Tris-HCl水溶液;将单巯基PEG(数均分子量5k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到单巯基PEG含量为5mg/ml的单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液;将双巯基PEG(数均分子量10k)和上述Tris-HCl溶液混合,得到双巯基PEG含量为5mg/ml的双巯基PEG(10k)/Tris-HCl溶液。
将SEBS配制成2wt%的SEBS的甲苯溶液,取10微升滴在耗散型石英晶体微天平(QCM-D)金芯片上,利用旋涂仪3000rpm旋涂20s,50℃下真空干燥过夜,然后浸入多巴胺/Tris-HCl水溶液中,室温搅拌反应2h,去离子水冲洗三次,乙醇冲洗一次,氮气吹干。将多巴胺改性后的SEBS金芯片放入QCM-D腔体,分别将单巯基PEG(5k)/Tris-HCl溶液和双巯基PEG(10k)/Tris-HCl溶液通入QCM-D腔体,40℃反应一定时间,对应获得单巯基PEG改性SEBS材料和双巯基PEG改性SEBS材料。其中,单巯基PEG在SEBS表面形成brush构象,双巯基PEG在SEBS表面形成loop构象。
结果分析:
利用QCM-D实时在线检测分子量分别为5k和10k单双巯基PEG接枝量,通过控制反应接枝时间控制PEG接枝量,当loop和brush构象的PEG接枝质量一致时,进一步测试两种构象PEG抗蛋白质吸附性能。
图10是本发明实施例3提供的5000分子量单巯基PEG和10000分子量的双巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果。图10中,(a)图对应的是5000分子量单巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果,(b)图对应的是10000分子量双巯基PEG在改性材料表面接枝QCM-D结果。当brush和loop构象的PEG接枝量在20Hz左右时(对应的反应时间分别为60min和16min),测试两种构象PEG改性后表面对于Fib、BSA两种蛋白质的吸附。Fib、BSA两种蛋白质的吸附结果如图11和12所示,图11是本发明实施例3提供的Fib蛋白质在相同接枝质量相同接枝密度不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图,图12是本发明实施例3提供的BSA蛋白质在相同接枝质量相同接枝密度不同PEG构象接枝表面吸附量柱状图,图中mPEG-SH-5K表示单巯基PEG改性SEBS材料,SH-PEG-SH-10K表示双巯基PEG改性SEBS材料,PEG Grafting表示PEG接枝量,Fib Absorption表示Fib吸附量,BSA Absorption表示BSA吸附量。通过图11和12可以看出,PEG的loop构象较brush构象对于Fib、BSA两种蛋白质的吸附量分别减少30.2%、76.0%。可见,在接枝质量和接枝密度一样的条件下,PEG的loop构象比brush构象对SEBS材料表面改性抗污效果更好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种改性SEBS材料,包括:多巴胺修饰的SEBS和两个端基均接枝在所述SEBS表面的亲水聚合物;
所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
2.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述亲水聚合物包括双巯基PEG、双氨基PEG、双羧基PEG、双磺酸基PEG、双巯基聚氨基酸、双氨基聚氨基酸、双羧基聚氨基酸、双磺酸基聚氨基酸、双巯基聚氨基酸衍生物、双氨基聚氨基酸衍生物、双羧基聚氨基酸衍生物、双磺酸基聚氨基酸衍生物、双巯基两性离子聚合物、双氨基两性离子聚合物、双羧基两性离子聚合物和双磺酸基两性离子聚合物中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的材料,其特征在于,所述亲水聚合物的数均分子量为1000~20000。
4.一种改性SEBS材料的制备方法,包括以下步骤:
提供多巴胺修饰的SEBS,所述SEBS在亲水聚合物溶液中进行反应,得到改性SEBS材料;
所述亲水聚合物的两个端基选自巯基、氨基、羧基或磺酸基。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述亲水聚合物溶液中亲水聚合物的含量为0.05~10mg/ml。
6.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述反应的温度为25~90℃,反应的时间为1~12h,反应的pH值为7.2~10。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述多巴胺修饰的SEBS按照以下方法进行制备:
SEBS基材在多巴胺溶液中进行反应,得到多巴胺修饰的SEBS。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述多巴胺溶液中多巴胺的含量为0.05~30wt%。
9.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述SEBS基材在多巴胺溶液中进行反应的温度为25~50℃,反应的时间为2~24h,反应的pH值为7.2~10。
10.一种医疗器械,其特征在于,所述医疗器械包括权利要求1~3任一项所述的改性SEBS材料或权利要求4~9任一项所述方法制备的改性SEBS材料。
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