川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料及其制备方法.pdf

本发明提供了一种新型中草药改性聚合物抗凝血材料，川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料。本发明还提供了川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法。用侧链转化成活性基团的川芎嗪衍生物在二环己基碳二亚胺(DCCI)的作用下与丝素蛋白通过酯键结合。改善了目前应用于生物医用材料领域的丝素蛋白的抗凝血活性，同时还降低了其水溶性并提高了其机械强度。

1.  川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料是以中草药有效成分作为抗凝剂制备的抗凝血材料。

2.  川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备特征在于官能团化的川芎嗪侧链通过酯键与丝素蛋白结合。

3.  根据权利要求1所述：红外谱图1720cm^-1～1750cm^-1处出现C＝O的特征吸收可确定为酯基。

4.  根据权利要求2所述：川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，川芎嗪一个或一个以上的甲基可以转化成其它活性基团进行缩合反应。

5.  根据权利要求2所述：川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，所用丝素蛋白可以由蚕丝经脱胶，溶解，透析，干燥处理后获得。

6.  根据权利要求2所述：川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，所用丝素蛋白膜包括纯丝素膜和丝素/川芎嗪共混膜，其中共混膜中丝素与川芎嗪的质量比为10∶1。

7.  根据权利要求2所述：川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，官能团化的川芎嗪侧链与丝素蛋白通过酯键结合反应所用的缩合剂为：二环己基碳二亚胺。

8.  根据权利要求2所述，川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中2-甲酸-3，5，6-三甲基吡嗪与缩合剂的质量比为1∶2～5。

9.  根据权利要求2所述，川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备反应时间小于4天。

10.  根据权利要求2所述：川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法的反应步骤如下：
(1)制备具有一定表面积的丝素蛋白膜；
(2)通过氧化反应使川芎嗪一个或一个以上的侧链官能团化；
(3)一定比例的侧链官能团化川芎嗪，缩合剂和丝素蛋白膜在无水体系中反应以获得具有抗凝血表面的丝素蛋白膜。

川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料及其制备方法
技术领域
本发明是关于一种中草药有效成分改性聚合物抗凝血材料及其制备方法的研究，涉及生物医用材料领域。
背景技术
丝素蛋白为天然高分子材料，是蚕丝的主要成分。由于其具有良好的生物相容性而广泛用于酶固定化技术，细胞培养基质，人工皮肤，药物缓释材料等生物医用材料领域。但是未经改性的丝素蛋白不能满足直接与血液接触环境的要求。中草药是中华文化的瑰宝，其应用已有几千年历史。临床治疗及药理实验研究表明活血化瘀中草药川芎的有效成分川芎嗪具有抗血小板聚集，溶栓，扩张血管和消炎抗菌等多种药理作用。从70年代中期起川芎嗪已经可以人工合成，并逐渐成为国内临床治疗心血管和脑血管病的常用药物。目前用川芎嗪等中草药及其有效成分作为抗凝剂对材料进行化学改性尚未见报道。
发明内容
本发明针对目前临床医学遇到的一些特殊条件下与血液接触材料存在的凝血问题，提出活血化瘀中草药有效成分作为抗凝剂对材料表面进行改性的方法；并以广泛应用于生物医用材料领域的丝素蛋白为基材，提供了一种川芎嗪接枝丝素蛋白表面地新型抗凝血材料，拓宽了丝素蛋白的应用范围。
本发明所提供技术方案的确定是根据川芎嗪的生物活性取决于其母核结构的特点，选择川芎嗪侧链作为与聚合物表面的结合位点。技术方案如下：
川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备特征在于官能团化的川芎嗪侧链通过酯键与丝素蛋白结合。红外特征吸收为1720cm^-1～1750cm^-1(C＝O)可确定为酯基。川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，川芎嗪一个或一个以上的甲基可以转化成其它活性基团进行缩合反应。所用丝素蛋白可以由蚕丝经脱胶，溶解，透析，干燥处理后获得。川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，所用丝素蛋白膜包括纯丝素膜和丝素/川芎嗪共混膜，其中共混膜丝素与川芎嗪的质量比为10∶1。川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法中，官能团化的川芎嗪侧链与丝素蛋白通过酯键结合反应所用的缩合剂为：二环己基碳二亚胺(DCCI)。侧链官能团化的川芎嗪2-甲酸-3，5，6-三甲基吡嗪与缩合剂的质量比为1∶2～5。反应时间小于4天。川芎嗪改性丝素蛋白抗凝血材料的制备方法的反应步骤如下：
(1)制备具有一定表面积的丝素蛋白膜；
(2)通过氧化反应使川芎嗪一个或一个以上的侧链官能团化；
(3)一定比例的侧链官能团化川芎嗪，缩合剂DCCI和丝素蛋白膜在无水体系中反应以获得具有抗凝血表面的丝素蛋白膜。
中草药改性丝素蛋白材料是一类新型抗凝血材料。它的优点是利用中草药毒副作用小，对人体具有双向调节作用等特点，在不影响丝素蛋白生物相容性的前提下改善其抗凝血性能及其它性能，拓宽了丝素蛋白在生物医用材料领域的应用范围。
具体实施方式
下面以制备例对本发明作进一步说明。
制备例1
(1)侧链官能团化川芎嗪的制备
按文献(参见“川芎嗪体内代谢产物的合成[J]”山东医科大学学报，1997，1，65；作者：刘新泳等[1])制备2-甲酸-3，5，6-三甲基吡嗪。分别将6.3克高锰酸钾溶解于100毫升水，2.7克川芎嗪溶解于20毫升水中。将两种水溶液混合，70℃下反应2小时。过滤，用盐酸将滤液调至酸性。静置，析出晶体。测熔点116-120℃。FTIR(KBr)：1720cm^-1(C＝O.甲酸中羰基)，1436cm^-1(-N＝C-，吡嗪环)。
(2)丝素蛋白膜的制备
蚕丝在1％NaHCO₃溶液中沸煮去胶，溶于80℃的CaCl₂∶C₂H₅OH∶H₂O＝1∶2∶8(摩尔比)溶液后透析三天至无氯离子，得到浓度为20-30毫克/毫升的丝素溶液。将丝素溶液倒入培养皿中，50℃恒温干燥箱内过夜成膜。ATR-FTIR：1642cm^-1(酰胺I)，1517cm^-1(酰胺II)，1235cm^-1(酰胺III)。
(3)丝素蛋白膜的表面化学改性
400毫克2-甲酸-3，5，6-三甲基吡嗪，800毫克DCCI溶解于25毫升蒸馏水中，加入适量丝素蛋白膜，电磁搅拌。室温反应1天后将丝素蛋白膜取出反复用水冲洗多次，室温干燥。ATR-FTIR：1720cm-1～1750cm^-1(C＝O)(酯键)，1620cm^-1(酰胺I)，1518cm^-1(酰胺II)，1230cm^-1(酰胺III)。
(4)材料的抗凝血性评价
采用四通道半自动凝血仪Coag-A-Mate^-XM(Organon Teknika，USA)测定凝血酶时间(TT)对样品进行体外抗凝血性能评价。取自健康人体血浆作为对照组。分别测定具有相同表面积的纯丝素蛋白膜，表面接枝川芎嗪的丝素蛋白膜的TT值。仪器设定的TT最大值为50秒。接枝川芎嗪前后丝素蛋白膜的抗凝血性比较见表1。
表1接枝川芎嗪前后丝素蛋白膜的凝血酶时间(TT)比较