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1、22甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单体及其3聚合物的合成与应用33马佳妮宫铭杨珊张世平宫永宽(西北大学化学系材料科学新技术研究所西安710069)摘要近年来,生物医用高分子材料的生物相容性研究备受关注。基于仿细胞膜外层结构设计合成的22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以及其在人造器官、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
2、合物中图分类号:O632.6;Q811.7;TB324文献标识码:A文章编号:10052281X(2008)07Π821151207SynthesisandApplicationsof22MethacryloyloxyethylPhosphorylcholineMonomerandItsPolymers33MaJianiGongMingYangShanZhangShipingGongYongkuan(DepartmentofChemistryandInstituteofMaterialsScience&NewTechnology,NorthwestUniversity,Xi’an71006
3、9,China)AbstractTheresearchon22methacryloyloxyethylphosphorylcholine(MPC)anditspolymersbymimickingthestructureofcelloutermembranehasbeenahottopic.NumerousstudieshavedemonstratedthatthesurfaceofmaterialsmodifiedwithMPCpolymersshowsexcellenthemocompatibilityandtissuecompatibility.Inthisarticle,thesy
4、nthesisofMPCmonomeranditspolymersisreviewed.TheapplicationsofMPCpolymersinbiomedicalfields,suchasartificialorgans,tissueengineering,bloodpurification,drugdeliveryandgenetherapy,aresummarizedbriefly.Furthermore,theprospectsofresearchandapplicationofMPCpolymersarealsodiscussed.Keywordsbiomaterials;b
5、iocompability;phosphorylcholine;MPC;phospholipidpolymer不良反应2。提高材料的生物相容性是一个最终和总体的目标。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异性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1研究背景1.1生物相容性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
6、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、免疫等系统不产生收稿:2007年9月,收修改稿:2007年10月3国家自然科学基金项目(No.20673083)和高分子物理与化学国家重点实验室(北京)开放基金(200605)资助33通讯联系人e2mail:gongyk@nwu.edu.cn化学进展·1152·第20卷的非特异性作用,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
7、为22甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)聚合物。1.2仿细胞膜结构的提出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
