peu／lcp復(fù)合膜制備及其抗凝血性能

1、2 0 0 3 年 第 1 卷第 5 期 化學(xué)推 進(jìn) 劑與 高分 子材 料 C h e mi c a lP I 印 e l l a n t s& P o l y me r i cM a t e r i a l s· 1·P E U／ L C P復(fù) 合膜 制 備 及 其 抗 凝 血 性 能 張文彬 1 侯 長軍 霍丹群 鄭 書佳 ( 1 重 慶 大學(xué) 化學(xué) 化工 學(xué) 院 ， 2 重慶 大 學(xué)生物 工 程學(xué) 院

2、生物 力 學(xué)與 組織 工程 教 育部 重 點 實驗 室 重 慶 4 0 0 0 4 4 )摘 要 利 用實 驗 室合 成 的膽 甾型側(cè) 鏈高 分子 液 晶( S ( ： U． P A A - H e p ) 在一 定 條 件 下 與 基材 聚 醚 氨醢 ( P I ’ U) 共 混澆 鑄 ， 制 備 具有 優(yōu) 良抗 凝 血 性 能 的復(fù) 合 生 物材 料 ， 討 論 了 溫度 、 物 料 比 以及 小 分 子增 溶 劑 等 因素 的影

3、響 ?？?凝 血實 驗 、 接 觸 角及 力 學(xué)性 能測 試結(jié) 果表 明 ： 當(dāng) L C P質(zhì) 量分 數(shù) 為 1 5 ％ ～2 0％時 ， 復(fù) 合 材料 具 有 優(yōu) 良抗凝 血性 能 ， 同時仍 保 持很 好 的力 學(xué)性 能 。．關(guān) 鍵詞 有 機(jī) 高分 子 材料 聚 醚氨酯 高分 子液 晶 復(fù)合生 物材 料 制 備 肝 索 抗凝 血 性 聚( 醚) 氨酯是 一類 物理性 質(zhì)變化 范 圍較廣 的高 分子材料 ， 通過液體單體 ( 二或 多

4、異氰 酸酯與 二或多 元醇 ) 可 以很容 易地 合成 具 有很好 生 物 相容 性 的產(chǎn) 品 ， 在 醫(yī)學(xué)臨床上 得 到廣泛 應(yīng) 用 ， 特 別是 B i o me r ( 線 性鏈 段 化 聚 醚 氨 酯 脲 ， E t h i c o n公 司 生 產(chǎn) ) 和 A v —c o t h a n e - 5 1 ( 聚 二 甲基 硅 氧 烷一 鏈 段 化 聚 醚 氨酯 脲嵌 段共 聚物 ， A v c o 公 司生 產(chǎn) ) ， 由于

5、具有 良好 軟組織 相 容性和血液相容性 ， 已廣泛應(yīng) 用于 臨床 ， 并 取得 巨大 商業(yè) 成 功。鏈 段 化 聚 醚 氨 酯 鏈 段 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1所 示 [ 1 ] ：七N } { - - c 6 H 5 —c—C 6 H 5G 6 H 5 — C— C 6 H s - N I - I C X 3 O R0 咧R為高分子二元醇 ： HO ( C H 2 ) 4 七o( C H 2 ) 4O H；H O C H( C H 3 )

6、 C H 2 - ~ - ' H( C H 3 ) C H 2 壬0 H；H O C H 2 C H 2 “ - ~ O C H 2 C H 2 士0 H；H O ( C H 2 ) 4 - ~ - O C O ( C H 2 ) 5 壬O H；H O ( C H 2 ) 4 - [ - OC O ( C H ~ ) 4 0 0 0 ( C H 2 ) 4O H R為 擴(kuò) 鏈 劑 ： H O ( C H 2 ) 4 0 H； H

7、 O ( C) 6 O H；HOCH2 CI - I 2 OCH2 CH2 OH ；餐 舞 圈 1 聚 ( 醚 ) 氨 酯 的 空 間結(jié)構(gòu) 由于聚醚氨酯 親 水性 較 差 ， 抗 凝 血 性能 方面 還 存在一定 限制 ， 使其 不 能真 正 意 義上 應(yīng) 用 于臨 床 。正常血管幾乎不 發(fā)生凝血 現(xiàn)象的重要 原因是 因為血 管 內(nèi)膜含有處 在 異常 吸水 膨 潤狀 態(tài) 的碳水 化 合物 ，可形成 液 晶性 雙層 磷脂 結(jié) 構(gòu) 和脂 質(zhì)

8、體 ， 這 大大 降低 了 內(nèi)膜 與 血 液 之 間 的 界 面 能 2。 因 此 ， 本 試 驗 采 用實驗室合成 的具 有強(qiáng)度大 、 易膨脹 性、 可流動性 等 優(yōu)點的膽 甾型側(cè)鏈 型液 晶高分 子( s ( ： L ( 、 P ) 與聚醚氨 酯交聯(lián) 共混復(fù) 合 ， 制 備表 面呈 液 晶態(tài) 的改 良型抗 凝 血材料 ， 以期獲 得 良好抗凝 血性能 ， 同時具有 良好加 工性 能 的 新 材 料 。1 實驗部分 1 ． 1 原材

9、料 ． 聚醚 氨 酯 ( P E U) ， 天津 聚氨 酯 廠 ； 聚 丙 烯酰 胺 () ， 中國 醫(yī) 藥 ( 集 團(tuán) ) 上海 化 學(xué) 試 劑 公 司 ， 分 析 純 ； 肝 素 ( H e p a r i n ) ， 重 慶 生 化 試 劑 廠 ， 1 0 0 ～ 1 2 0u ／m g ， 實驗室 提純 ； 增 溶劑 ， 上海 化學(xué)試 劑公 司 ， 分 析 純 ； T H F， 重慶川東化 工( 集 團(tuán) ) 有 限公司 ， 分析

10、純 。1 ． 2P E U／ 1CP復(fù) 合 膜 制 備 按 比例 加 入 P E U 和 L I于 四氫 呋 喃溶劑 中。同時加 入一 定量 增溶 劑 ， 在 1 0℃共 混交 聯(lián) ， 控制攪 拌速率 為 3 0 0r ／ mi n 。 反 應(yīng) 0 ． 5h后 ， 室溫 玻 璃 板成 膜 。1 ． 3 抗 凝 血 試 驗 ’抽取新 鮮 大耳 兔 血 5ml， 以質(zhì) 量 比 9 ： 1加 入 0 ． 1 3 m o l ／ I ~ 櫞

11、酸 鈉溶 液 抗凝 。 取 2r n l 做 全血凝 血 實驗 ， 剩余 3 ml ， 5 0 0 0 r ／ mi n 離 心 1 5 mi n ， 取 出上清液 血 漿 備 用 1 ． 3 ． 1 全 血 凝 血 實 驗 將膜剪成 0 ． 5 c m ×0 ． 5c m 的 小條 ， 放人 質(zhì)量 分 數(shù) 0 ． 9 ％N a C I 溶液 中浸泡 2 4 h ， 然后 移至試 管底部 ，作者 筒介 ： 張文彬 ( 1 9

12、 7 9 一 ) ， 河北 衡水 人 ， 重慶 大學(xué)碩 士研 究生 ， 主要從 事生 物高分 子材 料研 究 。電話 ： 0 2 3 ． 6 5 1 2 6 6 6 5 ； E - ma i l ： z w b l O 0 1 2 0 0 3 ( ~y a I． ∞m． ∞ 維普資訊 http://www.cqvip.com 張 文彬 等 · P E U ／ L C P復(fù)合膜 制備 及 其抗凝 血 性能 ·1 3

13、 ·高 ， 有序微 區(qū)中部分取 向的分子鏈 逐漸 開始解 向 ， 有 序微 區(qū)逐 漸 變 小 ， 同 時 產(chǎn) 生 各 向 同 性 相 ， 此 時 體 系 為 各 向同性 相和各 向異性相兩 相共存 。隨著 溫度繼續(xù) 升 高 ， 各 向 同性 相 含 量 增 加 ， 體 系 的 液 晶 性 能 進(jìn) 一 步 減弱 ， 至清亮點 ， 體 系完 全 轉(zhuǎn) 化 為各 向同性 相 ， 失 去 液 晶 性 能 【 l O 】 。 因此 ， 選

14、 取 適 合 的溫 度 對 于體 系 體 現(xiàn) 出優(yōu) 良液晶性能至關(guān)重要 。2 ． 3L I ： P對澆鑄 膜性 能影響 從 S E M( 圖 4 ) 來 看 ， L C P微 粒 均勻 地分 散 于基 材 中 ， 并 在 基 材 表 面 形 成 相 互 交 聯(lián) 的 親 水 性 液 晶 疇 狀膜 ， 和疏水性 P E U 膜 構(gòu) 成 微觀 兩 相分 離 結(jié)構(gòu) ， 具 有優(yōu) 良的抗凝血性能 。圈 ( ×1 0 0 0J’ 從實

15、驗 過程 來 看 ， 復(fù) 合 膜 中 L C P質(zhì) 量 分 數(shù) 達(dá) 1 5 ％～2 0 ％時 基 材 表 面 即 出 現(xiàn) 相 互 交 聯(lián) 液 晶 疇 ， 親 疏水性的兩相分 離結(jié) 構(gòu) ， 大 大提 高 了基 材 的抗 凝血 性 能 。側(cè)鏈液 晶高分 子 的側(cè) 鏈基 和 高 分 子共 混體 、 嵌 段共 聚體等類 含有 若 干個 構(gòu)造 鏈 節(jié)一 樣 ， 為使膜 的 表面 自由能更 低 ， 表 面層 中低 能 量組 分 的濃 度 高 于 其

16、在本體 的濃 度 ， 從 而低 能 量組 分被 表 現(xiàn)在 表 面層 中 ， 一方面能夠增 大 單位表面 He p的濃度 ， 提高 He p的有效 使用 價 值 ， 另 一 方面 能 夠維 持 P E U／ IC P復(fù) 合膜優(yōu) 良的力 學(xué)性 能。接 觸 角測 試 結(jié)果 表 明 ， 復(fù)合 材料接觸 角減少 ， 表 面 自由能增 大 ， 親水 性增 加 ( 表 3 ) 。．．表 3 材 料表 面 接觸 角測 試 結(jié)果 ( 1 水 。 2 甘

17、油 )材 料 h l ／ e a nlh z ／ c m 0 2yP E U 膜 0 ． ． s o o6 6 ． 7 8 。 0 ． 2 6 67 4 ． 5 0 。 4 1 ． 2 8咖 ， I復(fù)合膜 0 ． 2 2 84 9 ． 4 5 。 0 ． 2 3 86 5 ． 5 7 ’ 5 6 ． 8 92 ． 4 增 溶 劑影 響 一熱力學(xué)理論認(rèn)為 。 當(dāng)共 混組 分相 混時 ， 溶解和 相 容性必要 條件是 G i b b s

18、自由能 呈負(fù)變化 ， 即 ：△ G = A 一 T△ SA S熵 ．聚 合物 。 將 小 分 子 增 溶 劑加 入 反 應(yīng) 體 系 ， 相 當(dāng) 于 增 大 體 系 的 混 合 熵 。由( 1 ) 式 可 知 ： △ S增 大 ， △ G趨 負(fù)性增 加 ，從而增加 充分共混 的可能。同時 ， 小分子反應(yīng) 性增溶劑 的加 入 ， 使 得 2種 聚 合物能夠 通 過化 學(xué) 反 應(yīng) 互 穿成 網(wǎng)絡(luò) ( I P N) ， I P N 具 有

19、2相結(jié) 構(gòu) ， 2相的連 續(xù)性 、 相微 區(qū)的大小等主要決 定于 2種 聚合物組 分 的相容 性 、 交聯(lián) 密度 、 聚合方 法 及組成 比等 因素 ， 但相 容性 的影 響更 具有特 殊意義。2種 聚 合 物組 分 相 容 性 越 好 ， I P N 相 微 區(qū)就 越 小。中島章 夫認(rèn) 為 ， 微 相分離 區(qū)為 3 0 ～3 5 n l T l 時 ， 血小板 2條糖鏈 所接觸 到的是 被 2種不 同蛋 白質(zhì)覆 蓋的表 面 ， 這時血

20、小板 不 以異物表 面來識別 ， 因此不 會 出現(xiàn) 血小板 的粘附 、 聚集 、 釋放 、 活化 等 一 系列反 應(yīng)。此 外 ， 由于 2種 聚合 物 網(wǎng)絡(luò)相互 貫穿 ， 2相之 間有 良好 的分散 ， 相界 面較 大 ， 相互 之 間有 很 好 的協(xié) 同作用 ，使得 I P N具有優(yōu) 異的力學(xué) 性能。3 結(jié) 論 實驗結(jié)果 表 明 ( 表 4 ) ， 以 物理 機(jī) 械性 能優(yōu) 良的 P E U 為基 材 ， 通 過其 與 高 分子 液