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生物材料往往对材料本体性能与界面性能有着不同的需求。本体更侧重于机械力学性能，而界面则着重于生物相容性。材料表面改性技术能够在保持生物材料本体性质的同时赋予其新型界面特性，提高材料生物相容性。 相对于巯基、硅氧偶联剂等仅能对特定材料表面改性的技术，通用型表面改性技术不依赖于基底材料的化学性质与物理形貌，极大地拓展了材料表面改性适用范围。模拟贻贝黏附蛋白的聚多巴胺及其各类型儿茶酚基衍生物已被认定为通用型表面改性技术的基准，而被广泛应用。然而，儿茶酚在非极性表面只有较弱非共价键作用，稳定性远不及极性表面。 来自柏林自由大学（Freie Universität Berlin）的研究团队，基于其之前报道的制备通用型涂层基本规律：锚定、交联与功能化（Mater. Horiz. 2015， 2(6), 567-577），以及“锚定－交联”技术（ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9 (7), 6624–6633），开发了基于二苯基甲酮（Benzophenone）的新型通用型材料表面改性技术。二苯基甲酮因做为光敏引发剂与碳氢键插入剂而为人所熟知。研究人员在其传统用途基础上开发其疏水性，制备了二苯基甲酮－聚缩水甘油（polyglycerol）两亲性嵌段共聚物。该共聚物能通过疏水性较强的二苯基甲酮嵌段吸附在四氟乙烯（PTFE）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚烯烃、氧化硅、金属等广泛类型固体材料表面。随后通过诱发二苯基甲酮夺氢反应形成稳定的聚合物涂层。在含有碳氢键的基底材料表面，二苯基甲酮通过夺取基底材料氢原子与基底形成碳碳共价键；在不含碳氢键的材料表面，二苯基甲酮则夺取相邻共聚物主链氢原子让聚合物涂层充分交联稳定。由于非极性基底材料更有利于共聚物的疏水吸附，该二苯基甲酮基共聚物更利于针对非极性材料的表面改性，与儿茶酚基材料表面改性聚合物具有互补优势。 ▲ 图1、二苯基甲酮－聚缩水甘油嵌段共聚物分子结构及其表面改性过程 共聚物由于其两亲性，能够在固体表面形成紧密堆积的单分子涂层。其亲水的生物惰性聚缩水甘油嵌段被暴露在表面，能够有效抵抗血液蛋白的非特异性吸附。实验结果表明，在血清或者血浆环境中，共聚物改性的聚苯乙烯基底表面蛋白吸附量仅为原始基底表面的3%以下。在模拟生理环境中，涂层可稳定达一年以上。 利用共聚物活性端基，可以对涂层表面进行二次修饰。接枝甘露糖（Mannose）的涂层表面能够在抵御非特异性蛋白吸附的同时特异性识别与吸附凝集素Concanavalin A以及富含凝集素FimH的细菌。 ▲ 图2、共聚物在固体表面吸附及聚合物涂层形成的动力学机制 ▲ 图3、共聚物具备二次修饰能力，赋予材料表面生物学特性
该工作发表于《ACS Applied Materials andInterface》，发表题目为High-Antifouling Polymer Brush Coatings on Nonpolar Surfacesvia Adsorption-Cross-Linking Strategy，作者为Leixiao Yu, Yong Hou, Chong Cheng,Christoph Schlaich, Paul-Ludwig Michael Noeske, Qiang Wei*, and Rainer Haag*。 来源：高分子科学前沿 |
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