CN113372494B - 一种抗凝血聚合物涂层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医用材料,具体公开了一种抗凝血聚合物涂层材料及其制备方法,该聚合物涂层材料是由以下单体按重量配比组成:含肝素功能单体2%~20%、亲水单体20%~50%、疏水单体0%~70%、交联剂0~10%,所述含肝素功能单体中含有活性官能团不饱和双键、羟基、氨基中的一种,用于单体聚合和与肝素分子中官能团的接枝反应,其中肝素是以共价键形式键接在单体分子上。本发明通过乳液聚合或溶液聚合的方式得到抗凝血聚合物涂层材料,制作工艺简单,以浸涂或喷涂方式涂布在医疗器械表面后,由于肝素是以共价键的方式键接在涂层上,不易被溶出,因而抗凝效果不受导管在人体内存留时间的限制,具有长期的抗凝血作用。
Description
技术领域
本发明涉及生物医用材料领域,特别涉及一种抗凝血聚合物涂层材料及其制备方法。
背景技术
输血导管、血管内支架、心脏瓣膜、体外血液循环器件、人工血管和其他接触血液的医疗器件通常是由高分子或金属材料制作的。一般的医用金属或高分子材料在与血液接触时不可避免地产生不同程度的凝血,形成血栓。血栓的形成可能阻塞导管内腔,妨碍管内液体流通,严重时甚至有死亡的危险。因此,在生物材料表面制备抗凝血涂层提高其血液相容性具有非常重要的使用价值。
目前已有抗凝血涂层,主要是采用肝素作为抗凝血因子,将肝素通过物理吸附或者化学结合的方法固定在材料表面。采用物理吸附的方法,制得的抗凝血涂层中的肝素容易流失,抗凝血效果不长;采用化学结合的方法,将材料肝素化,也是现有技术中常用的方法,比如,专利United States Patent 7638158和United States Patent 6702850公开了一种抗血栓多层涂层支架,涂层由2层组成,第一层中分散有一种或多种生物活性剂的聚合物涂层,第二层由疏水性肝素化聚合物组成,该涂层支架第一层的生物活性剂由于有第二层的保护能够减少生物活性剂从第一层的突然释放。而第二层由肝素化的聚合物组成具有抑制凝血的性能,并提供亲水表面以减少支架和病变部位之间的摩擦,肝素化是聚合物以共价键结合在聚合物上并可在相对较长的时间内维持有效剂量的释放,但是该方法复杂,需要选择疏水性聚合物接枝肝素后在溶解制备涂层液,而聚合物的抗凝效果不易控制,并且需要两层涂布;专利文献CN106730051A利用脉冲等离子技术和表面肝素接枝的方法,使抗凝血剂分子接枝固定在材料表面,但是脉冲、等离子等接枝技术的效率和可靠性还存在问题;专利CN107456611A先制备戊二醛交联的水溶性大分子涂层,然后再通过偶联剂处理偶联肝素钠或水蛭素等抗凝血物质形成抗凝血复合涂层,但是构建该涂层工艺较复杂,需要进行多步化学反应。利用上述方法除了构建过程复杂,抗凝效果不易控制之外,用于固定肝素的涂层聚合物还存在生物相容性问题,不能促进内皮愈合,对减少再狭窄率也没有明显贡献。
目前还没有一种具有理想的抗凝血作用且不影响其生物相容性的抗凝血涂层材料提供给医疗器械,使其具有更可靠、更完善的抗凝血性能,为患者的医治减少痛苦。
发明内容
基于此,本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种抗凝血聚合物涂层材料及其制备方法。该涂层涂敷在医疗器械表面或医用导管内外部,对基材具有良好的粘附力、同时具有合理的亲水性、疏水性和良好的使用稳定性,其中肝素是以共价键键接在聚合物侧链从而不易被血液冲刷流失,具有长期的抗凝血效果。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种抗凝血聚合物涂层材料,包括含肝素功能单体2%~20%、亲水单体20%~50%、疏水单体0%~70%、交联剂0~10%。
优选地,所述含肝素功能单体是(甲基)丙烯酸酯接枝肝素单体、取代的苯乙烯基接枝肝素单体以及乙烯基化合物接枝肝素单体的一种。
优选地,所述含肝素功能单体中含有活性官能团,所述活性官能团包括不饱和双键、羟基、氨基中至少一种,用于单体聚合和与肝素分子中官能团的接枝反应。
优选地,所述含肝素功能单体中的肝素是以共价键形式键接在单体分子上的。
优选地,所述亲水单体为含有亲水基团的乙烯基单体,亲水基团取代的苯乙烯类单体、以及侧链带有磺酸基的乙烯基单体。
优选地,所述疏水单体为乙烯基酯类功能单体、乙烯基醚类单体、苯乙烯类单体、以及醋酸乙烯类单体。
优选地,所述交联剂为双官能团丙烯酸酯,二丙烯酸酯、双丙烯酰胺、二苯乙烯以及可用于涂层固化过程交联的含特殊官能团的乙烯基单体,所述特殊官能团为羟基、羧基、羰基、氨基。
本发明还提供了上述方案所述的抗凝血聚合物涂层材料的制备方法,包括以下步骤:
第一步,制备含肝素功能单体
在装有机械搅拌的三口烧瓶中,加入肝素、去离子水、以及四氢呋喃混合成透明溶液,再加入(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯使其混合均匀;另称取吸水剂二环己基碳二亚胺(DCC)放在烧杯中,加四氢呋喃溶解,边搅拌边滴加去离子水配置成透明溶液,将DCC溶液缓慢滴加到反应瓶中,整个过程及后续反应温度维持在室温,反应18~20h,最后经过过滤不溶物、浓缩滤液、乙醇重结晶、过滤晶体、洗涤晶体、干燥得到含肝素功能单体;
第二步,制备抗凝血聚合物乳液
室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、PH调节剂,搅拌溶解,再加入含肝素功能单体、亲水单体,搅拌溶解,升温至50~60℃,加入疏水单体,搅拌乳化,随后加入引发剂,升温至70~80℃进行乳液聚合反应4~5h,最后再加入少量引发剂继续反应0.5~1.5h,使聚合反应充分进行,最后降温至室温,得到抗凝血聚合物乳液。
优选地,第二步制备抗凝血聚合物溶液的方法为:
室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、含肝素功能单体、亲水单体,搅拌升温至50~60℃,随后加入引发剂,继续升温至70~80℃进行溶液聚合反应4~5h,最后降温至室温,得到抗凝血聚合物溶液。
优选地,所述抗凝血聚合物涂层材料采用浸涂或喷涂的方式涂布在医疗器械表面,干燥后使用。
本发明达到的有益效果是:
1、本发明中含肝素功能单体参照一般的有机合成方法,将带有羟基或氨基的(甲基)丙烯酸功能单体与低分子肝素通过取代反应制得,合成过程中不需要金属类催化剂,避免引入金属类物质;再将得到的含肝素功能单体与亲水性单体、疏水性单体发生乳液聚合或者溶液聚合得到抗凝血聚合物涂层,制作工艺简单;
2、本发明含肝素功能单体的合成过程不需要金属催化剂,避免引入金属类杂质,其中副产物是水分子,对环境无危害,对操作人员的危害较小;
3、本发明聚合反应得到的聚合物溶液或乳液,涂布在塑料基材(如TPU材质)上在60~80℃干燥2~4小时固化成膜,由于固化后的聚合物膜层的交联,使得其对塑料基材具有较好的粘附性和干湿牢度,涂层表面结构中亲水结构单元和接枝上的肝素基团具有较好的血液相容性和抗血小板粘附性能,通过选择聚合物单体的材料和比例,得到具有良好物理机械性能和长期有效的抗血小板粘附的涂层;
4、本发明的抗凝血物质肝素键接在涂层体系的成膜树脂分子链上,配制成具有抗凝作用的医用导管涂布液,涂布在医用导管等器械上,在器械使用过程中,由于肝素是以共价键的方式键接在涂层上,不易被溶出,因而抗凝效果不受导管在人体内存留时间的限制,具有长期的抗凝血作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,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。
肝素涂层材料可以赋予血液回路以及医用导管等较高的抗血栓性能,也可以用于金属材质的表面处理,在医疗器械领域是一种理想的抗凝血涂层材料。但以前的肝素涂层材料或是将肝素钠掺杂在涂料中涂布在基材上,或是将肝素以离子键形式吸附在涂层或基材上,形成具有抗凝血的涂层,这样的涂层在使用过程中会被亲水液体(血液或药液)将肝素溶出,而肝素溶出后的器械如医用导管等将丧失抗凝血能力,因此这样的肝素涂层材料只是短期具有抗凝作用,而不能长期在人体中使用。本发明的一个优点是将抗血凝物质(肝素)键接在涂层体系的成膜树脂分子链上,配制成具有抗凝作用的医用导管涂布液,涂布在医用导管等器械上,导管与血液接触即有抗凝作用。在器械使用过程中肝素由于键接在涂层上,不会被液体溶出,因而抗凝效果不受导管在人体内存留时间的限制,具有永久性抗凝血作用。
本发明提供的具有抗凝血作用的含肝素结构单元是由(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯和肝素进行酯化得到的支链含肝素的(甲基)丙烯酸酯,支链聚乙二醇聚合度可选择在6~16之间。也可以是乙烯基烷基胺与肝素酰胺化得到的产物,由于肝素是以共价键连接在聚合物单体上,因此不易被水性体液(血液)溶出,会长时间保留在聚合物上起到抗凝血作用。
本发明优选使用低分子肝素,这样便于控制肝素的接枝量和减小肝素的空间位阻,肝素 (优选低分子量肝素,平均分子量为5000-10000道尔顿)与具有聚合功能的含有不饱和双键的大分子通过化学反应接枝在聚合物单体上。
含肝素功能单体的制备可以参照一般的有机合成方法合成得到,(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯分子结构中的羟基与肝素分子上的羧基在吸水剂的作用下脱水发生酯化反应,将肝素以共价键的方式接枝到(甲基)丙烯酸聚乙二醇酯上,最终得到含肝素功能单体。
本发明抗凝聚合物结构单元中除了接枝肝素的不饱和单体外还有其它含不饱和双键的聚合物单体,比如(甲基)丙烯酸酯类单体、苯乙烯类单体、乙烯基单体等,这些结构单元能够赋予抗凝聚合物的亲水性、与基材的附着力、机械性能以及改进聚合物的玻璃化温度等性能。如亲水单体可以提高聚合物的亲水性,改善聚合物涂层表面的血液相容性和抗凝血性能,这些单体有丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯、丙烯酰胺、N'N-二甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-(2-羟乙基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、二乙二醇***丙烯酸酯、乙烯基醚乙烯基苯磺酸盐、乙烯基吡咯烷酮等,但亲水单体不局限于上述单体结构。
聚合物结构单元中疏水单体可以改善聚合物涂层与基材的附着力,提高抗凝血涂层的耐水性以及使用过程中体液对涂层侵蚀,提高涂层的稳定性和抗凝血的持久性。这些单体有(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸叔丁酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸月桂酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸甲氧基乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基咪唑、十八烯醇、十八烯胺、乙烯基甲苯乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚等,同样疏水单体也不局限于上述单体结构。
本发明抗凝血聚合物结构单元中可以含有双丙烯酸基交联单体或含有其它可固化交联官能团的多或官能团单体,这些结构单元可以通过聚合过程中交联或涂层干燥过程中通过官能团的反应发生交联,这些单体可以使聚合物部分交联,可以提高抗凝聚合物的耐水溶性和对基材的粘附性,使得聚合物侧链上的肝素不被液体介质溶出或溶解,获得涂层的长效抗凝作用。聚合过程中交联是通过这些双乙烯基单体中双键在聚合时达到交联的目的,这些交联单体是二丙烯酸酯,比如:丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯,亚甲基双丙烯酰胺以及二乙烯苯、二乙烯基醚等含有两个不饱和键的单体。用于涂层干燥过程交联的单体可以是通过干燥中失水等发生反应如丙烯酸、丙烯酸羟基酯、顺丁烯二酸、衣康酸等通过与聚合物结构中的羟基失水形成酸酐等新的化学键交联,或与外加交联剂形成新的化学键交联如双丙酮丙烯酰胺与二酰肼类化合物生成腙而交联等,这样的单体还有(甲基)丙烯醛、甲基乙烯基酮等。
本发明抗凝血聚合物的制备采用自由基聚合的溶液聚合或乳液聚合,所用水溶性引发剂如过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、水溶性偶氮引发剂引发聚合。在溶液聚合中,选用水溶性单体、肝素接枝的单体及水溶性的含不饱和官能团的单体做交联剂,这些交联剂有丙烯酸、丙烯酸羟基酯、顺丁烯二酸、衣康酸等,同时聚合物结构单元中还含有带羟基的结构单元,干燥成膜过程中羧基基团和羟基脱水形成酯键或生成酸酐,从而交联提高聚合物的耐水性。
本发明聚合反应得到的聚合物溶液或乳液,涂布在塑料基材(如TPU材质)上在60~80℃干燥2~4小时固化成膜,由于固化后的聚合物膜层的交联,使得其对塑料基材具有较好的粘附性和干湿牢度,涂层表面结构中亲水结构单元和接枝上的肝素基团具有较好的血液相容性和抗血小板粘附性能,通过选择聚合物结构单元的材料和比例,设计得到合理的涂层的物理机械性能,得到长期有效的抗血小板粘附的涂层。
以下为实施例:
实施例1
(1)含肝素功能单体的合成:在装有机械搅拌的100ml三口烧瓶中加入3g肝素和10ml去离子水,再缓慢混入5ml四氢呋喃混合成透明溶液,称取0.5g分子量为360~800的(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯加入反应瓶中混合均匀;另称取0.8g吸水剂二环己基碳二亚胺(DCC)放在烧杯中,加入10ml四氢呋喃溶解,边搅拌边滴加5ml去离子水配置成透明溶液;用滴液漏斗向反应瓶中缓慢滴加DCC溶液,1h滴加完毕,整个过程及后续反应温度维持在室温25℃;反应20h后,过滤除去生成的不溶于水的脲,将滤液浓缩至一半的体积,加入无水乙醇使其析出白色固体,过滤,滤饼再用乙醇洗涤,晾干备用。
(2)向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml的三口烧瓶中加入40ml去离子水、0.05g乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)、0.002g PH调节剂乙酸钠(NaAc),搅拌溶解,加入上述方法合成的含肝素的(甲基)丙烯酸单体1.2g、甲基丙烯酸羟乙酯1.0g、亚甲基双丙烯酰胺0.8g搅拌溶解,升温至50℃,加入疏水单体丙烯酸丁酯7.0g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,得到乳白色聚合物乳液。
实施例2
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml的三口烧瓶中加入去离子水40ml、0.05g乳化剂SDS、0.002gPH调节剂NaAc,搅拌溶解,加入制得的含肝素的(甲基)丙烯酸单体1.5g、甲基丙烯酸羟乙酯2.0g和二乙二醇二丙烯酸酯0.5g搅拌溶解,升温至50℃,加入疏水单体丙烯酸辛酯6.0g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,得到乳白色聚合物乳液。
实施例3
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml的去离子水、0.05g乳化剂SDS、0.002gPH调节剂NaAc,搅拌溶解,加入制得的含肝素的(甲基)丙烯酸单体0.5g、丙烯酸羟乙酯4.0g、1,6-己二醇二丙烯酸酯0.3g搅拌溶解,升温至50℃,加入疏水单体甲基丙烯酸乙酯5.2g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,得到乳白色聚合物乳液。
实施例4
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100毫升三口烧瓶中加入40ml的去离子水、0.05g乳化剂SDS、0.002gPH调节剂NaAc,搅拌溶解,加入制得的含肝素的(甲基)丙烯酸单体0.2g、丙烯酸羟乙酯3.0g、二苯乙烯0.4g搅拌溶解,升温至50℃,加入疏水单体甲基丙烯酸丁酯6.4g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,得到乳白色聚合物乳液。
实施例5
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml的去离子水、0.05g乳化剂(SDS)、0.002gPH调节剂NaAc,搅拌溶解,加入制得的含肝素的(甲基)丙烯酸单体2.0g、甲基丙烯酸羟乙酯4.0g、丙烯醛1.0g搅拌溶解,升温至50℃,再加入疏水性单体醋酸乙烯酯3.0g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,加入己二酸二酰肼1.5g,搅拌溶解,得到乳白色聚合物乳液。
实施例6
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100毫升三口烧瓶中加入40ml的去离子水、 0.05g乳化剂(SDS)、0.002gPH调节剂NaAc,搅拌溶解,加入制得的含肝素的(甲基)丙烯酸单体1.5g、甲基丙烯酸羟乙酯4.4g、双丙酮丙烯酰胺0.1g搅拌溶解,升温至50℃,再加入疏水性单体苯乙烯4.0g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃,进行聚合反应,反应5h后,再加入过硫酸钾0.005g,继续反应1h,降温至25℃,加入己二酸二酰肼0.05g,搅拌溶解,得到乳白色聚合物乳液。
实施例7
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml的去离子水、加入制得的含肝素功能单体0.2g、丙烯酰胺甲基丙磺酸2.2g、丙烯酸0.3g、甲基丙烯酸羟乙酯7.3g,搅拌升温到50℃,加入引发剂过硫酸铵0.01g,继续升温到75℃,进行聚合反应,反应5h后,降温至25℃,得到聚合物水溶液。
实施例8
含肝素功能单体制备同实施例1。向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml的去离子水、加入制得的含肝素功能单体0.8g、丙烯酰胺1.4g和顺丁烯马来酸酐0.3g以及甲基丙烯酸羟乙酯7.5g,搅拌升温到50℃,加入引发剂过硫酸铵0.01g,继续升温到75℃,进行聚合反应,反应5h后,降温至25℃,得到聚合物水溶液。
比较例1
向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml去离子水、0.05g乳化剂(SDS)、PH调节剂0.002g,搅拌溶解,再加入丙烯酸羟乙酯1.5g、亚甲基双丙烯酰胺0.5g,搅拌溶解,升温至50℃,再加入疏水单体丙烯酸丁酯8.0g,继续搅拌乳化30min,加入引发剂过硫酸钾0.01g,升温至75℃聚合反应,反应5h后,加入0.005g引发剂继续反应1h,降温至25℃,得到乳白色聚合物乳液。
比较例2
向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的100ml三口烧瓶中加入40ml去离子水、丙烯酰胺甲基丙磺酸2.5g、丙烯酸0.3g、甲基丙烯酸羟乙酯7.2g,搅拌升温到50℃,加入引发剂过硫酸铵0.01g,继续升温到75℃,进行聚合反应,反应5h后,降温至25℃,得到聚合物水溶液。
聚合物涂层抗凝血的评价参考《中华人民共和国医药行业标准YY/T1649.1-2019》(医疗器械与血小板相互作用试验第1部分:体外血小板计数法)的方法进行评价。试验方法如下:将选定基材裁成12cm2的样片,涂布实施例1~8、比较例1和2、对照例的抗凝血聚合物,干燥后,放入试管中,加入去离子水,在水浴摇床(37±1)℃洗脱120小时(本发明洗脱时间加强到168小时,7天),样品干燥。按每1ml血液中加入0.01ml氯化钙溶液的比例,在抗凝血液中加入适量氯化钙溶液,使最终浓度为10mml/L,再加入适量的低浓度肝素钠溶液。将试验样品(包括空白样和对照样)放入试管中(为保证样品充分接触血液,可把样品剪碎),按每个样品12cm2和1ml血液接触的比例加入上述已调整的血液(包括空白样品)。所有试管在(37±1)℃水浴摇床中振荡孵育(60±5)分钟,转速为60转/分钟。孵育1小时候,每个试管加入浓度为5mmol/L的EDTA来终止反应。混合每支试管中的血液,分别移至另一相应标记的试管中,冰上放置备用。每支试管按要求混合后再放入血液分析仪中检测血液中的血小板数量,测试结果见表1。
表1
由表1中血液分析仪对样品血小板数量的检测可见,血液中血小板含量是390×109个/L;未实施本发明聚合物涂层的塑料材料(TPU)的血小板数量是170×109个/L,血小板粘附达到56.2%;未含肝素结构单元的涂层样品(比较例1、2)血小板粘附在32.6%以上;实施了本发明含肝素结构单元的聚合物涂层样品血小板粘附在20.3%以下,最好的有5.6%具有突出的抗血小板粘附效果。
可以理解的是,以上关于本发明的具体描述,仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案,本领域的普通技术人员应当理解,仍然可以对本发明进行修改或等同替换,以达到相同的技术效果;只要满足使用需要,都在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种抗凝血聚合物涂层材料,其特征在于,该聚合物涂层是由以下单体按重量配比共聚组成:含肝素功能单体2%~20%、亲水单体20%~50%、疏水单体0%~70%、交联剂0%~10%,以上组分之和为100%;
所述含肝素功能单体是(甲基)丙烯酸酯接枝肝素单体、取代的苯乙烯基接枝肝素单体以及乙烯基化合物接枝肝素单体的一种;所述含肝素功能单体中含有活性官能团,所述活性官能团包括不饱和双键、羟基、氨基中至少一种,用于单体聚合和与肝素分子中官能团的接枝反应;所述含肝素功能单体中的肝素是以共价键形式键接在单体分子上;
所述抗凝血聚合物涂层材料包括由含肝素功能单体制备的抗凝血聚合物乳液或抗凝血聚合物溶液;室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、PH调节剂并搅拌溶解,再加入含肝素功能单体、亲水单体搅拌溶解,升温50~60℃后加入疏水单体搅拌乳化,后加入引发剂并升温至70~80℃进行乳液聚合反应4~5h,再次加入少量引发剂反应0.5~1.5h,后降温至室温得到抗凝血聚合物乳液;室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、含肝素功能单体、亲水单体搅拌升温至50~60℃,再加入引发剂并升温至70~80℃进行溶液聚合反应4~5h,后降温至室温得到抗凝血聚合物溶液。
2.根据权利要求1所述的抗凝血聚合物涂层材料,其特征在于,所述亲水单体为含有亲水基团的乙烯基单体,亲水基团取代的苯乙烯类单体、以及侧链带有磺酸基的乙烯基类单体。
3.根据权利要求1所述的抗凝血聚合物涂层材料,其特征在于,所述疏水单体为乙烯基酯类功能单体、乙烯基醚类单体、苯乙烯类单体、以及醋酸乙烯类单体。
4.根据权利要求1所述的抗凝血聚合物涂层材料,其特征在于,所述交联剂为双官能团丙烯酸酯,二丙烯酸酯、双丙烯酰胺、二苯乙烯以及可用于涂层固化过程交联的含特殊官能团的乙烯基单体,所述特殊官能团为羟基、羧基、羰基、氨基。
5.一种抗凝血聚合物涂层材料的制备方法,用于制备权利要求1~4任一项所述的抗凝血聚合物涂层材料,包括以下步骤:
第一步,制备含肝素功能单体
在装有机械搅拌的三口烧瓶中,加入肝素、去离子水、以及四氢呋喃混合成透明溶液,再加入(甲基)丙烯酸聚乙二醇单酯使其混合均匀;另称取吸水剂二环己基碳二亚胺(DCC)放在烧杯中,加四氢呋喃溶解,边搅拌边滴加去离子水配置成透明溶液,将DCC溶液缓慢滴加到反应瓶中,整个过程及后续反应温度维持在室温,反应18~20h,最后经过过滤不溶物、浓缩滤液、乙醇重结晶、过滤、洗涤滤饼、干燥得到含肝素功能单体;
第二步,制备抗凝血聚合物乳液或抗凝血聚合物溶液
所述制备抗凝血聚合物乳液的方法为:
室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、乳化剂、PH调节剂,搅拌溶解,再加入含肝素功能单体、亲水单体,搅拌溶解,升温至50~60℃,加入疏水单体,搅拌乳化,随后加入引发剂,升温至70~80℃进行乳液聚合反应4~5h,最后再加入少量引发剂继续反应0.5~1.5h,使聚合反应充分进行,最后降温至室温,得到抗凝血聚合物乳液。
6.根据权利要求5所述的抗凝血聚合物涂层材料的制备方法,其特征在于,所述制备抗凝血聚合物溶液的方法为:
室温下,向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的三口烧瓶中加入去离子水、含肝素功能单体、亲水单体,搅拌升温至50~60℃,随后加入引发剂,继续升温至70~80℃进行溶液聚合反应4~5h,最后降温至室温,得到抗凝血聚合物溶液。
7.根据权利要求1所述的抗凝血聚合物涂层材料,其特征在于,所述抗凝血聚合物涂层材料采用浸涂或喷涂的方式涂布在医疗器械表面,干燥后使用。
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