2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体及其聚合物的合成及应用.pdf

2- 甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体及其聚合物的合 成与应用1 1 1 1 1 1,2 马佳妮 ，宫铭 ，杨珊 ，张世平 ，宫永宽 1 西北大学化学系，西安 (710069) 2 材料科学新技术研究所，西安 (710069) E-mail ：anini1984@163.com 摘 要：近年来，生物医用高分子材料的生物相容性研究倍受关注。基于仿细胞膜外层 结构设计合成的 2- 甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)及其聚合物研究已成为一个新 热点。大量研究结果表明，用MPC 聚合物修饰生物材料表面，可获得良好的血液相容 性和组织相容性。本文综述了MPC 单体及其聚合物的合成及在人造器官、组织工程、 血液净化、药物控释与基因治疗、固定化酶、生物传感器等方面的应用，探讨了 MPC 聚合物研究应用的发展趋势。 关键词：生物材料，生物相容性，磷酰胆碱，MPC ，磷脂聚合物 中图分类号：O632.6；Q811.7；TB324 1 引言 生物相容性是指植入动物体内的材料与肌体之间的适应性，包括组织相容性和血液相容 性[1] 。植入体内的生物医用材料及各种人工器官，辅助装置等，必须无毒性、无致敏性、无 刺激性、无遗传毒性和无致癌性，对生物体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应[2] 。 提高材料的生物相容性是一个最终和总体目标。通过表面改性提高生物相容性的方法和 手段多种多样，可分为两大类：生物“活化”表面的方法和“钝化”表面的方法。“活化”表面的 方法是在阻止非特殊相互作用的同时提供能让生物分子识别和特殊作用的位点。“钝化”表面 的方法是通过表面改性来形成生物惰性的表面，阻止蛋白质和生物分子等的非特异性作用， 从而避免激活生物体中的一些不利反应，有效地抗感染和抗凝血[3] 。为了形成生物的惰性表 面，可以采用聚合物如聚丙烯酸羟乙酯(PHEMA)，磷脂，低聚糖和聚乙二醇等对材料进行 改性。磷脂类化合物以其特殊的结构和性能成为近年来研究的热点，其中最有代表性的为 2- 甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)聚合物。 细胞膜以两层脂质分子为骨架，其主要成分是磷脂类两亲性分子（含疏水尾部和亲水头 部）。在水溶液中，热力学作用使两亲性分子的疏水尾部与水的作用最小，亲水基团最大限 度地暴露出来与水接触，从而可以形成双层膜结构。磷酰胆碱是组成细胞膜的基本单元(如 卵磷脂等) 的亲水端基，是细胞外层膜中的最外层基团( 图 1)[4] 。Nakabayashi 和 Chapman 研 究组分别较早提出了仿细胞膜结构的概念，设计合成了 MPC ，并将其与憎水性丙烯酸酯类 1本课题得到国家自然科学基金项目（No ）及高分子物理与化学国家重点实验室(北京)开放基金 (200605) 项目的资助。 - 1 - 图 1 细胞膜结构示意图 (a) 细胞膜基本结构 (b) 卵磷脂分子结构 Fig1 The structure of cell membrane (a) The basic structure of cell membrane (b) The molecular structure of lecithin 单体共聚得到具有亲水亲油两亲性能的共聚物。研究表明用 MPC 聚合物对生物材料表面进 行仿细胞膜外层结构的修饰，可显著增加材料的生物相容性[5,6