含多巴/多巴胺貽貝仿生聚氨酯的合成研究

《含多巴/多巴胺貽貝仿生聚氨酯的合成研究》是依託上海交通大學，由王新靈擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：含多巴/多巴胺貽貝仿生聚氨酯的合成研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王新靈
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目以聚氨酯化學為基礎，以封端、接枝等方式將貽貝黏附蛋白功能元（如：多巴及其寡聚物、多巴胺等）引入到具有生物相容性的聚氨酯中，製備具有不同結構的聚氨酯基仿生高分子；結合生物貽貝和合成高分子的優點，得到具有海洋貽貝之超強黏附性能的高分子仿生材料。.聚氨酯具有鏈段結構可設計性強、性能調控容易、與天然蛋白有很多共性及生物相容的特點，利用異氰酸酯的NCO基團能高效、定量地將貽貝黏附蛋白功能元引入到高分子鏈中設計的位置；從而可以將貽貝黏附蛋白功能元與聚氨酯的優點或特點有效地結合在一起，達到分子設計的目的，製備出具有不同結構和性能的含貽貝黏附蛋白功能元的聚氨酯基生物醫用高分子；並以此為切入點，圍繞分子設計、材料的凝聚態特性、粘附構效間的關係以及貽貝黏附蛋白功能元的作用機理等開展研究。

結題摘要

一、 多巴胺接枝的聚氨酯基仿生高分子 通過醯化反應在聚氨酯側基上引入多巴胺，合成了側鏈含多巴胺的貽貝仿生聚氨酯，將貽貝黏附蛋白的性能和聚氨酯的結構設計、性能調控、易製備等優點相結合，製備高性能的黏附材料。研究發現貽貝仿生聚氨酯通過多巴胺的兒茶酚基團構象變化實現了對不同基材的親和與吸附，及高的界面粘接力；通過兒茶酚氧化交聯、金屬螯合等實現了內聚能和粘接性能的提高；且可以通過調節聚氨酯的分子量和多巴胺的含量來調節粘接性能。 二、多巴胺封端的聚氨酯基仿生高分子 利用NCO與多巴胺-NH2的偶聯反應，高效、定量地將貽貝黏附功能元引入到聚合物中，製備得到多巴胺封端的聚氨酯。結果顯示該法的效率遠遠高於通過碳二亞胺化學將多巴胺接枝到聚氨酯的接枝率。該材料通過多巴胺基團粘附在金屬，玻璃，聚合物等各種基材上，達到表面改性的目的。多巴胺封端的聚氨酯能附著各種不同的基材，可作為各種基材表面功能改性的底塗或防污塗層。 三、基於DMPA-DA的聚氨酯基仿生高分子 合成了一種含多巴胺的二元醇，二羥甲基丙酸-多巴胺(DMPA-DA)，並將其作為聚氨酯的功能擴鏈劑，通過擴鏈反應達到控制多巴胺在聚氨酯鏈中含量和均勻分布的目的。結果顯示DMPA-DA擴鏈的聚氨酯材料均能大幅提高對不鏽鋼、玻璃以及聚丙烯材料的粘接強度，且隨多巴胺含量的增加而增加。 四、基於新型氨基擴鏈劑LDA的生物塗層 設計合成了一種新的功能小分子賴氨酸-多巴胺(lysine-dopamine，LDA)，因含有貽貝的黏附功能團兒茶酚和生物功能團賴氨酸，可作為一種高效的表面功能化試劑。在各種不同基材上簡單塗覆，均顯示了萬能黏附性，達到表面改性的目的；改性的基材不僅具有良好的耐久性，還能提高細胞粘附、促進細胞生長、加速內皮化，也具備賴氨酸的抗凝血功能。與多巴胺（DA）改性相比，LDA改性的基材具有溶解纖維蛋白活性，能夠溶解初生血栓。 五、基於LDA的聚氨酯基仿生高分子 將功能小分子賴氨酸-多巴胺(LDA)作為新型擴鏈劑將多巴胺引入到聚氨酯中，達到多巴胺的含量可調節，結構可設計，貽貝仿生聚氨酯的性能可調控的目的。