表面可控-活性自由基接枝聚合制備功能聚合物膜的研究.pdf

1、聚合物膜的改性和功能化作為一種有效提高分離膜優(yōu)良性能的方法目前已受到人們廣泛關注，而聚合物基材的表面生物功能化也因其在生物醫(yī)學方面的應用成為另一個研究熱點。表面可控/活性自由基接枝聚合可以在不改變聚合物膜固有性能的前提下，通過表面修飾對分離膜和聚合物基材進行有效的功能化。由于聚合物基材的表面惰性，對其表面實施可控/活性自由基接枝聚合，表面引發(fā)基團的固定是最難，也是最重要的環(huán)節(jié)。本論文則詳細研究了幾種可控/活性自由基聚合表面引發(fā)方法及其功

2、能化應用，提出了三種在聚合物膜材料表面固定引發(fā)劑的新方法，并制備出了pH敏感性、蛋白吸附性、細胞粘附性以及基因轉(zhuǎn)染性等不同功能聚合物復合膜。主要工作及結(jié)果如下:
　　 1.在聚碳酸酯徑跡蝕刻膜表面通過等離子處理進行表面氧化，然后引發(fā)丙烯酸的表面自由基接枝聚合，制備出了具有pH敏感的聚合物復合膜;引發(fā)效率高，聚合速度快，2wt％丙烯酸單體經(jīng)過3h就成功得到了具有明顯pH敏感特征的功能復合膜。
　　 2.首次提出通過聚多巴胺

3、在尼龍微濾膜表面的沉積，進而固定ATRP引發(fā)劑的方法;聚多巴胺在膜表面沉積均勻;固定引發(fā)劑效率高;接枝聚合具有明顯的活性可控特征，接枝率隨聚合時間線性增長，由此可對接枝厚度進行控制;表面引發(fā)丙烯酸的接枝聚合，制備出了具有pH敏感尼龍功能膜;此研究對于無機、有機膜材料表面引發(fā)ATRP實現(xiàn)其功能化的改性有著重要的意義。
　　 3.提出通過胺化法在聚己內(nèi)酯(PCL)膜表面固定ATRP引發(fā)劑的新方法;DMAEMA單體接枝聚合過程具有可控

4、/活性特征;通過PDMAEMA與負性蛋白質(zhì)的電荷吸引作用，在膜表面固定了明膠蛋白;通過HEK293細胞的培養(yǎng)，對空白PCL膜在表面接枝及沉積蛋白質(zhì)后表面細胞粘附力的變化進行了研究，并對所吸附細胞進行了初步基因轉(zhuǎn)染實驗;此研究對聚酯類材料的功能化改性提供了新的思路，并對細胞培養(yǎng)及基因轉(zhuǎn)染提供了相容性好，粘附力強的醫(yī)用支架。
　　 4.在PCL支架上用胺化法固定ATRP引發(fā)劑，引發(fā)了GMA的表面接枝;PGMA通過環(huán)氧開環(huán)反應固定明膠

5、蛋白;對明膠功能化的PCL膜進行了表面培養(yǎng)貼壁HEK293細胞和懸浮K562細胞試驗;隨后，對具有轉(zhuǎn)染功能的復合物PEI/DNA的三種載入方式（前載式、后載式及前后載式）進行了研究，發(fā)現(xiàn)前后載式為最佳載入方式，基因轉(zhuǎn)染效率最高;此研究豐富了對基因轉(zhuǎn)染方式的醫(yī)學研究。
　　 5.首次提出通過紫外光在含C-H基聚合物膜表面直接固定ATRP引發(fā)劑的方法;以BOPP為基材模型，在UV光照下將溴-4-對羥基苯乙酮(BHAP)直接固定在表面

6、;通過金屬掩膜的使用，可使引發(fā)劑二維圖案化固定;對GMA和DMAEMA分別實施了ATRP接枝聚合，體系具有可控/活性特征;利用接枝的PGMA和PDMAEMA可直接固定免疫球蛋白(IgG)，抗體免疫球蛋白(anti-IgG)與膜表面固定IgG的反應結(jié)果表明IgG不僅有效固定于BOPP膜表面，還具有生物活性;此研究為含C-H鍵聚合物膜的直接功能化改性提供了有效的實施方法，還為生物醫(yī)學反應器件的制備提供了可參考方案。
　　 6.ATR

7、P體系最大的缺點為過渡金屬銅的使用，當涉及生物用途時更為突出，針對這個問題提出并探索了一個紫外光/半頻那醇自由基協(xié)同無銅ATRP方法;初步結(jié)果顯示，較低紫外光強(2mW/cm2)即可激發(fā)ATRP引發(fā)劑及半頻那醇自由基實現(xiàn)表面引發(fā)接枝聚合，使聚合具有活性/可控特征;采用三組對比實驗，對烷基溴及BXIAN的引發(fā)劑及催化劑作用分別進行了研究，并通過溶液中均聚實驗對反應可控/活性特征進行了證實;另外，通過在光照中使用金屬掩膜制備出了圖形和高度均

8、可控的功能性接枝聚合物表面層。
　　 7.通過UV/硫雜蒽酮(ITX)可將硫雜蒽酮半頻那醇固定到聚合物基材上，然后在可見光下可實施接枝聚合，發(fā)現(xiàn)接枝的PEGMA表面具有非常好的抗細胞吸附性能，進而GMA與GMA-Polylysine在其表面進行二次活性共聚接枝，可在PEGMA表面形成PGMA-co-PGMA-Polylysine的二次圖案;通過對MA63細胞的培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)接枝PEGMA后表面有優(yōu)良的抗細胞吸附性，而GMA與GMA-