含多巴/多巴胺贻贝仿生聚氨酯的合成研究

本项目以聚氨酯化学为基础，以封端、接枝等方式将贻贝黏附蛋白功能元（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，制备具有不同结构的聚氨酯基仿生高分子；结合生物贻贝和合成高分子的优点，得到具有海洋贻贝之超强黏附性能的高分子仿生材料。.聚氨酯具有链段结构可设计性强、性能调控容易、与天然蛋白有很多共性及生物相容的特点，利用异氰酸酯的NCO基团能高效、定量地将贻贝黏附蛋白功能元引入到高分子链中设计的位置；从而可以将贻贝黏附蛋白功能元与聚氨酯的优点或特点有效地结合在一起，达到分子设计的目的，制备出具有不同结构和性能的含贻贝黏附蛋白功能元的聚氨酯基生物医用高分子；并以此为切入点，围绕分子设计、材料的凝聚态特性、粘附构效间的关系以及贻贝黏附蛋白功能元的作用机理等开展研究。

一、.多巴胺接枝的聚氨酯基仿生高分子.通过酰化反应在聚氨酯侧基上引入多巴胺，合成了侧链含多巴胺的贻贝仿生聚氨酯，将贻贝黏附蛋白的性能和聚氨酯的结构设计、性能调控、易制备等优点相结合，制备高性能的黏附材料。研究发现贻贝仿生聚氨酯通过多巴胺的儿茶酚基团构象变化实现了对不同基材的亲和与吸附，及高的界面粘接力；通过儿茶酚氧化交联、金属螯合等实现了内聚能和粘接性能的提高；且可以通过调节聚氨酯的分子量和多巴胺的含量来调节粘接性能。.二、多巴胺封端的聚氨酯基仿生高分子.利用NCO与多巴胺-NH2的偶联反应，高效、定量地将贻贝黏附功能元引入到聚合物中，制备得到多巴胺封端的聚氨酯。结果显示该法的效率远远高于通过碳二亚胺化学将多巴胺接枝到聚氨酯的接枝率。该材料通过多巴胺基团粘附在金属，玻璃，聚合物等各种基材上，达到表面改性的目的。多巴胺封端的聚氨酯能附着各种不同的基材，可作为各种基材表面功能改性的底涂或防污涂层。.三、基于DMPA-DA的聚氨酯基仿生高分子.合成了一种含多巴胺的二元醇，二羟甲基丙酸-多巴胺(DMPA-DA)，并将其作为聚氨酯的功能扩链剂，通过扩链反应达到控制多巴胺在聚氨酯链中含量和均匀分布的目的。结果显示DMPA-DA扩链的聚氨酯材料均能大幅提高对不锈钢、玻璃以及聚丙烯材料的粘接强度，且随多巴胺含量的增加而增加。.四、基于新型氨基扩链剂LDA的生物涂层 .设计合成了一种新的功能小分子赖氨酸-多巴胺(lysine-dopamine，LDA)，因含有贻贝的黏附功能团儿茶酚和生物功能团赖氨酸，可作为一种高效的表面功能化试剂。在各种不同基材上简单涂覆，均显示了万能黏附性，达到表面改性的目的；改性的基材不仅具有良好的耐久性，还能提高细胞粘附、促进细胞生长、加速内皮化，也具备赖氨酸的抗凝血功能。与多巴胺（DA）改性相比，LDA改性的基材具有溶解纤维蛋白活性，能够溶解初生血栓。 .五、基于LDA的聚氨酯基仿生高分子.将功能小分子赖氨酸-多巴胺(LDA)作为新型扩链剂将多巴胺引入到聚氨酯中，达到多巴胺的含量可调节，结构可设计，贻贝仿生聚氨酯的性能可调控的目的。