p(nBA-DEAEMA)的合成及其作為人工氣管內表面修飾材料的初步研究*

朱劍，蔣雪梅?，鐘軍，段翼遠，鄧林紅，2

(1.重慶大學 生物工程學院，重慶 400030; 2.常州大學 生物醫學工程與健康科學研究院，江蘇 常州 213164)

p(nBA-DEAEMA)的合成及其作為人工氣管內表面修飾材料的初步研究*

朱劍1，蔣雪梅1?，鐘軍1，段翼遠1，鄧林紅1，2

(1.重慶大學 生物工程學院，重慶 400030; 2.常州大學 生物醫學工程與健康科學研究院，江蘇 常州 213164)

為制備p(nBA-DEAEMA)乳液及表面具有纖毛樣結構的共聚物膜材料,采用半連續乳液聚合法合成p(nBA/DEAEMA)乳液，再用Velcro成型工藝將純化干燥的產物制備成纖毛樣膜.采用傅里葉紅外光譜(Fourier Transform Infrared Spectrometer，FT-IR)、核磁共振光譜(Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy，1HNMR)、凝膠色譜(Gel Permeation Chromatography，GPC)、粒徑分析、掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)、靜態接觸角測定、示差掃描量熱分析(Differential Scanning Calorimetry，DSC)及力學分析對材料進行詳細表征.最后用浸提液實驗對材料的生物安全性進行了初步評價.結果顯示：FT-IR和1HNMR表明目標產物結構正確.共聚物乳液的多分散系數(polydispersity，PDI)為0.385，平均粒徑(Z-average)為46.48 nm.DSC結果顯示共聚物的玻璃化溫度(glass transition temperature，Tg)和粘流溫度(viscous flow temperature，Tf)分別為33.2 ℃和47.7 ℃.纖毛樣膜對水的接觸角為102.3°，表面自由能13.81 J·m2.SEM結果顯示共聚物粒子大小為40～50 nm，纖毛樣層高度為5～10 μm.細胞實驗結果顯示材料對大鼠氣道上皮細胞(bronchial epithelial cells，BECs)具有可接受的生物安全性.

p(nBA-DEAEMA)；乳液；納米粒子；膜材料；生物安全性

纖毛是存在于很多生物體器官如氣管等表面的一種毛發狀結構，可分為原纖毛和運動纖毛，它們承擔著大量的生理功能，如保護器官感知周圍其他物種、應對周邊環境的物理化學變化等.氣管內的纖毛更是在清除氣道灰塵、細菌等廢物上起著重要的作用[1].目前針對氣管缺損的重建氣管依然不具有功能活性的很大原因是由于其內表面上沒有類似纖毛狀的結構[2-3].為了解決這一問題，研究者們在氣管上皮組織重建的研究中越來越關注纖毛層的存在及其功能化.個別研究報道在直接培養的組織細胞表面可以形成自然生長的纖毛，但這類型纖毛尚不具備輸運物質如氣道廢物的能力[4].另一方面，過去幾十年里刺激響應型聚合物材料與生物系統的相似性及其在仿生生物系統中的應用已被越來越多地證實[5].得益于微觀生物力學的發展，自然界中運動型纖毛諸多優異的性質陸續被展示在人們面前，特別是其對于微流體的控制處理能力，使得研究工作者們開發出了很多類型的仿生纖毛[6-10].鑒于上述研究，若能將高分子材料和人工纖毛的研究結合起來，對某種聚合物材料進行合理的分子設計和成型工藝研究，開發出一種與自然生物纖毛系統高度相似并具有優良理化及力學性質的聚合物材料，這種復合型材料或許有助于解決重建氣管移植物功能性的問題.

為此，本文選取丙烯酸正丁酯(nBA)和甲基丙烯酸二乙胺基乙酯(DEAEMA)兩種單體采用半連續乳液聚合的方法共聚合成了納米粒子乳液，并通過適當的成型加工工藝將其制備成表面具有纖毛刷樣結構的膜材料.為檢驗所得的膜材料是否真正制備成功，其性能是否滿足作為生物材料的基本要求，我們分別采用FT-IR、1HNMR、GPC、粒徑分析、SEM、靜態接觸角測定、熱分析及力學分析手段對材料的物理化學性質進行了詳細表征，最后還對材料的生物安全性進行了初步評價，這些檢測和表征結果為材料的后續應用提供了科學的基礎參數.

1 實驗材料和方法

1.1 主要實驗試劑

nBA、DEAEMA、十六烷基三甲基氯化銨(25%)(CTAC)、標準NaOH和HCl均為分析純試劑，購于Aldrich公司.偶氮二異丁腈(>98%+)(AIBN，分析純)和氘代二甲基亞砜(試劑純)分別購于Adamas公司和Sigma公司.其他細胞實驗所用試劑均購于Sigma公司.

SD大鼠氣道上皮細胞的分離、純化與鑒定參照本研究室前期相關研究[11].

1.2 主要實驗儀器

蠕動泵(Masterflex，美國Masterflex)，FT-IR(MAGNA IR 560，美國Nicolet)，1HNMR(Ultra Shield400，瑞士布魯克光譜儀器公司)，DSC分析儀(DSC200PC，德國耐池)，凝膠滲透色譜儀(7890A/5975C，Agilent)，SEM(JSM-5900LV，日本電子株式會社)，納米激光粒度儀(Nano-ZS，英國Malvern)，視頻接觸角測量儀(OCAHZOO，德國Dataphysics)，冷凍干燥機(SC21CL，北京博醫康實驗儀器有限公司)，電子拉力機(AI-7000S，高鐵科技股份有限公司)，流式細胞儀(BD(Verse)，美國)，光學磁微粒扭轉細胞測量系統(EDL Eberhard，美國).

1.3 實驗方法

1.3.1 共聚物的合成[12]

制備單體預乳化液：室溫條件下，向一干凈三頸瓶中預先加入25 mL蒸餾水，通入氮氣(0.2 MPa)，稱取一定量的CTAC,DEAEMA和nBA，按照該順序先后將上述3種物質分別緩慢滴加到三頸瓶里，邊攪拌邊滴加，控制攪拌時間以保證預乳化完全.

共聚反應：室溫條件下向單體預乳化液中加入一定量的AIBN，繼續攪拌1 h.73 ℃條件下，向另一干凈四頸瓶中加入27 mL蒸餾水，通入氮氣(0.2 MPa)，安裝固定好冷凝管和攪拌裝置.將制備好的預乳化液轉移到燒杯中，用蠕動泵將其緩慢泵入四頸瓶中，控制泵入速率.滴加結束后繼續攪拌反應3 h，調節pH值，冷卻出料.

1.3.2 纖毛樣膜材料的制備

纖毛樣聚合物膜材料的制備參照尼龍維克牢的成型工藝執行[13]，將共聚所得的膠體懸液直接流平到干燥的聚四氟乙烯基底上，室溫條件下控制環境相對濕度為45%，按照80 μm×10 mm×3 mm的規格成型，成型過程中控制溫度、蒸汽壓及光線照射.樣品制備好后，待測.

1.3.3 共聚物納米粒子及膜材料的理化性質表征

分別用FT-IR,1HNMR,GPC,SEM,DSC,激光粒徑分析儀、接觸角分析儀及材料拉伸試驗儀等對共聚物納米粒子和膜材料進行了合適的分析表征.

1.3.4 共聚物材料對BECs生物學行為的影響研究

由于預實驗結果顯示該共聚物具有降解惰性且細胞不能直接粘附在纖毛樣膜材料表面，所以采用浸提液試驗對材料的體外細胞毒性進行考察，浸提液(polymer material’s culture extract，PMCE)的制備參照GB/T16886.5-2003/ISO 10993-5:1999執行.而后考察了BECs經不同時間梯度的PMCE作用后的細胞活性、群體遷移能力、粘附能力、內源性凋亡及細胞剛度的變化表征.

2 結果和分析

2.1 FT-IR分析

圖1是單體及合成的均聚物和共聚物的紅外光譜圖.圖譜中的特征峰歸屬分析如下：1 350～1 500 cm-1區域內均為CH2/CH3中C-H的變形伸縮振動峰；1 567.61 cm-1處為C-N的伸縮振動峰；1 694.00 cm-1和1 671.88 cm-1處均為C=C的伸縮振動峰；1 732.43 cm-1和1 729.00 cm-1處為酯基的伸縮振動峰；2 850.84 cm-1處為CH2的對稱伸縮振動峰；2 875.13 cm-1處為CH3的對稱伸縮振動峰；2 919.20 cm-1為CH2的不對稱伸縮振動峰；2 960.02 cm-1處為CH3的不對稱伸縮振動峰.共聚物的紅外圖譜中，2 850～3 000 cm-1和1 350～1 500 cm-1區域的峰值來自C-H的伸縮振動和甲基-CH3、次甲基-CH2的變形振動重疊而成的多重吸收峰，1 732 cm-1處的吸收峰代表了羰基酯的特征吸收峰.正如所預期，1 568 cm-1處的特征吸收峰及1 670～1 690 cm-1處C=C伸縮振動吸收峰的消失則證實了共聚的發生.由此認為聚合物材料的制備合成是成功的.

圖1 單體、均聚物及共聚物的紅外光譜圖Fig.1 Infrared spectrum of monomer， homopolymer and copolymer

2.2 1HNMR分析

圖2為本文中制備的共聚物的1HNMR圖譜.此圖譜中的特征峰歸屬分析如下：室溫條件下，帶有肩峰的0.85 ppm處的特征峰屬于-CH2-CH3官能團，3.9～4.1 ppm處的特征峰屬于-O-CH2官能團，這兩處特征峰是共聚物中來自nBA的單元產生的.1.0 ppm處的來自于-N-(CH2CH3)2的特征峰、1.2 ppm處的來自于 -C-CH3官能團的特征峰、 3.0 ppm處的來自于-CH2-N的特征峰以及 3.9～4.1 ppm處來自于-O-CH2的特征峰則都是由共聚物中來自DEAEMA的單元產生的.2.5 ppm處的特征峰是溶解DMSO的峰，3.4 ppm處的特征饅頭峰是溶劑DMSO中的水產生的峰.這些數據不但更加證實了共聚反應的發生，而且結合兩種單體的競聚率我們可以計算出，得到的共聚物是共聚率約為74%的DEAEMA無規共聚p(nBA/DEAEMA).同時，由于實驗最優條件下單體投料比nBA/DEAEMA = 0.020/0.016，說明共聚過程中，nBA和 DEAEMA兩種單體發生的是進料比約為2∶3的共聚反應.

圖2 共聚物的核磁共振氫譜圖Fig.2 1HNMR spectraof the copolymer

2.3 共聚物分子量的測定

共聚物的分子量分布會直接影響其強度、粘度等性能，因此我們對制備得到的共聚物進行了分子量分布的測定.圖3顯示出文中制備共聚物的重均相對分子質量Mw為1 803 289 Daltons，軟件計算的各項參數值見表1.其相對分子質量分布為1.809 559，這種較寬的相對分子質量分布使得我們在合成的共聚物分子量很大的前提下，后期制備共聚物刷纖毛樣膜的成型工藝中能夠同時兼顧到其力學性能和加工性能，這也說明得到共聚物在相對分子質量分布上是令人滿意的.

圖3 共聚物相對分子質量的GPC圖譜Fig. 3 GPC spectrum of the copolymer’s molecular weight

Mn(Daltons)Mw(Daltons)Mp(Daltons)Mz(Daltons)Polydi-spersityMz/Mw9963651803289116568028038481.8095591.554852

2.4 共聚物懸浮液的粒徑分析

聚合物懸浮液的粒徑及其分布作為其重要性能指標之一，對聚合物最終的使用特別是成膜性能影響重大.研究表明[14]，粒子直徑越小、粒徑分布越寬，生成的聚合物膜致密度越高.本文中得到的共聚物懸浮液外觀如圖4(a)所示，呈現半透明狀態，根據以水為載體的聚合物懸浮液粒徑大小與液體顏色之間的定性關系[15]，我們推測本文中聚合物懸浮液的粒子粒徑大小在100 nm以下.

由于所選單體DEAEMA的特殊性，其分子側鏈末端還帶有叔氨基，因此理論上能夠表現出對環境pH值變化的敏感，而其與H+結合的程度也會影響乳液粒子的粒徑大小，所以我們對共聚物乳液粒子粒徑對pH值變化的反應性質做了初步研究(圖4(b)).結果顯示共聚物乳液粒子的粒徑對環境pH值的改變呈現出隨pH值升高粒徑先增大后減小的現象，在pH=3時粒徑最大，pH=12時粒徑最小，兩者相差了26.4%，而 pH=6～10之間的乳液粒子粒徑則相差不大.這可能是因為合成的共聚物因為空間構型的影響，能結合的H+的數量存在一定范圍，在過酸(H+過多)或過堿(H+過少)環境中都不能充分地與H+結合，因此在pH=3時結合最多的H+，整個分子的側鏈因為受到最強的靜電排斥作用而呈現出最佳的伸展狀態，達到粒子粒徑的最大.

圖4(c)為采用激光粒度儀在pH=7的條件下定量測定兩種均聚物及共聚物的粒徑分布情況的結果，縱坐標為測定結果中的光強度值.從圖中可以看到，不管是均聚物乳液還是共聚物乳液，粒徑分布的均一性都較好，p(nBA),p(DEAEMA)及p(nBA/DEAEMA)三者的PDI分別為0.451，0.207和0.385，其Z-Average分別為44.24 nm,1 797 nm和46.48 nm.可見，共聚物乳液粒子的粒徑與p(nBA)均聚物乳液粒子的粒徑較為相近，但p(DEAEMA)均聚物乳液粒子的粒徑則比前兩者大出接近36倍，排除相同合成工藝因素的影響，這可能是由于DEAEMA這種單體的相對分子質量比nBA的相對分子質量大得多，相同質量的單體合成的均聚物的相對分子質量就更大，而粒徑大小Rh與相對分子質量之間的關系為：Rh=kM^a，即相對分子質量越大，粒徑就越大，因此造成均聚物p(DEAEMA)的粒徑比其他兩種聚合物的粒徑大得多.

就聚合物本身來看，粒子粒徑小而比表面積增大，在成膜后不僅能使膜更致密而且還能增大粘液與其接觸的面積，在受到力學刺激時就能消耗更多的能量，產生更多有效的力學行為.

圖4 共聚物懸浮液的粒徑分析結果Fig.4 Particle size analysis results of the copolymer

2.5 SEM和膜材料的接觸角分析

圖5(a)和5(b)是共聚物乳液粒子及膜材料表面的掃描電鏡圖.從圖中可以看出，共聚物乳液粒子的直徑在40～50 nm左右，這與前面粒徑測試的結果一致.膜材料表面上形成的的纖毛樣結構高度約為5～10 μm，這與3～7 μm的人體氣道纖毛相比，尺寸大小相似.因此，將該膜材料作為人工氣管內表面修飾材料代替實現氣道纖毛的模擬存在拓撲學上的可能.圖5(c)和5(d)表示了水和乙二醇兩種測試液在纖毛樣膜材料表面的接觸角測定結果.通過計算可以得到，材料的表面自由能為13.81 J·m2.這種較為疏水的特性能形成一定的水屏障效應，有利于蛋白質吸附，且在生理環境中大部分蛋白都帶有負電荷，而本文中制備的材料表面帶有一定數量的正電荷，因此還會發生靜電吸引作用而建立起離子鍵，這種吸附作用能幫助材料獲得更好的生物相容性.

(a)共聚物乳液納米粒子電鏡圖；(b)纖毛樣膜材料表面電鏡圖； (c)纖毛樣膜材料的接觸角測定結果(測試液：水)； (d)纖毛樣膜材料的接觸角測定結果(測試液：乙二醇)圖5 共聚物乳液納米粒子和纖毛樣膜材料表面的 電鏡圖及膜材料的接觸角測試圖Fig.5 SEM images of copolymer nanoparticles and cilia-like film (a and b) and the diagram of polymer film’s contact angle with different detection liquids (c: water; d: glycol)

2.6 DSC分析

本文合成的共聚物最終有望作為一種生物材料應用于生物體內，因此為了排除其可能在室溫(25 ℃)和體溫(37 ℃)兩種溫度環境下發生明顯的性質改變，對其進行熱分析是很有必要的.圖6是合成的共聚物的DSC曲線，可以看出，共聚物的熱分解溫度為47.7 ℃，遠高于生理溫度，因此可以預見若將該材料在生理溫度(37 ℃)下使用，材料是能夠保持其熱穩定性的.

圖6 共聚物的DSC譜圖Fig. 6 The DSC spectra of copolymer

2.7 纖毛樣共聚物膜材料的力學性能分析

作為人工氣管內壁的涂覆修飾材料，與氣管替代物一起被放置在受體體內，經常會受到交變壓力、彎曲、扭曲等各種外力的作用，若材料力學性能不佳，會在植入后發生一些不可逆轉的損壞，給患者造成很大痛苦甚至威脅生命.因此，本文也對膜材料的力學性能進行了初步表征.表2是所得的力學性能參數.從表2可以看出，制備所得的膜材料抗張強度達到1.41MPa，斷裂伸長率為134.73%.

表2 纖毛樣共聚物膜的力學性能Tab.2 The mechanical properties of thecilia-like copolymer film

2.8 BECs經PMCE作用后的生物學行為表征

各項檢測結果如圖7所示.從圖中可以看出，MTT測試和LDH測試的結果一致，得到的聚合物材料的毒性為1級，作為生物醫用材料應用，其毒性在可接受范圍內.受試細胞受不同時間梯度PMCE作用后，對其群體遷移和側向遷移能力有一定程度的抑制，但隨著浸提時間的增加，細胞受浸提液作用后的遷移能力又會出現一定程度的回升，這說明PMCE對細胞遷移能力的抑制是有時間范疇的.測試細胞在不同時間梯度PMCE 作用下，實驗組細胞與空白對照組細胞的粘附能力表現出顯著性差異，這表明文中制得的PMCE對實驗細胞的粘附存在著不可忽略的影響，且最終細胞的粘附率穩定維持在74%左右的水平，與對照組細胞相比，粘附能力下降了18.1%.這表明細胞的該項能力與其群體遷移能力變化的情況類似，細胞對長時間梯度的PMCE能表現出一定的適應性，即后期細胞粘附能力基本不再發生顯著性的變化，具有一定的時間范疇.經48 h脫血清饑餓處理以誘導實驗細胞內源性凋亡以后，空白對照組與所有實驗組之間晚期凋亡的細胞比例存在顯著性差異，且所有實驗組細胞的凋亡率均低于對照組細胞，實驗組之間凋亡率的變化趨勢呈現隨PMCE時間增加而先降低后又緩慢回升的現象，受15 dPMCE作用的細胞組凋亡率最低，達到2%左右，而后受30 dPMCE作用的細胞組凋亡率又回升到7.5%左右，這表明本文中合成的聚合物材料的降解產物會顯著抑制SD大鼠氣道上皮細胞的凋亡.測試細胞在不同時間梯度PMCE 作用下其剛度都呈現降低的趨勢，受30 dPMCE作用的實驗組細胞剛度比對照組細胞降低了31.4%.就實驗組細胞而言，受20 dPMCE作用的實驗細胞組剛度達到最高，達到0.8 Pa/nm，與對照組有顯著性差異，這表明本文中合成的共聚物降解產物對SD大鼠氣道上皮細胞的細胞剛度有顯著性影響，經其PMCE作用后的細胞剛度明顯減小.

生物材料與細胞的相互作用中，細胞粘附是基礎，這種粘附性質的差異會影響細胞的增殖、遷移、鋪展生長等其他細胞行為.細胞在聚合物材料表面的粘附過程大致為[16]：首先聚合物通過吸水膨脹作用或表面潤濕作用與細胞粘膜緊密接觸，接著聚合物鏈滲入細胞間連接的縫隙，最后他們之間形成一些弱的化學鍵而產生粘附.結合預實驗的研究結果，雖然本文合成的聚合物材料相對分子質量大、膜材料表面張力增大等性質都有利于細胞在其上的粘附，但細胞最終不能直接在纖毛樣聚合物膜材料表面粘附，我們對材料細胞毒性的評級結果排除了引起這種不粘附現象的材料毒性的關系，而猜測是材料疏水的纖毛樣拓撲結構表面直接阻斷了細胞向材料靠近的可能.在實際應用中，這種對細胞靠近粘附阻斷的能力使得其作為人工氣管內表面修飾材料時能夠阻止鄰近組織向重建氣管內壁爬行，防止氣道再狹窄的發生.

圖7 BECs經不同梯度PMCE作用后細胞毒性 (a)MTT增殖檢測；(b)LDH毒性檢測、遷移能力；(c)粘附能力；(d)細胞凋亡；(e)及細胞剛度；(f)變化Fig.7 The proliferation (a)，cytotoxicity (b)，migration ability (c)，adhesion ability (d), apoptosis(e) and stiffness (f) of BECs in different PMCE

對于細胞受材料浸提液中降解產物影響后相關細胞行為變化的研究結果，我們認為其相似的粘附行為和遷移行為的變化結果，是由于疏水性的丙烯酸酯類聚合物主要是以緊密粘附的方式吸附周圍的物質[17]，而其降解下來的小分子產物可能在細胞膜內外進出，當細胞剛與這些小分子接觸時，由于胞外電荷環境等的驟然變化刺激等使得細胞在粘附和遷移行為方面都必須做出應答，這種應答行為中一個重要的方面就是通過結構性的粘附來維持細胞的增殖遷移功能[18]，且這種應答的過程是需要一定時間的，因此我們推測，在這段時間過程中，受刺激的細胞粘附和遷移兩方面的行為與正常環境中的細胞相比就會表現出一定的下降，待到應答行為完成，其粘附和遷移行為便不再發生變化甚至不同程度的回升，因此我們得到實驗細胞的這兩種行為對于材料降解產物的刺激具有一定的時間范疇.而PMCE對BECs的凋亡表現出的顯著抑制作用，這對氣道具有組織保護作用，從而維護呼吸系統的內環境穩態[19].

已有研究中，越來越多的證據表明，氣道疾病發生形成復雜應力場時，上皮細胞組織承受了最大的壓力[20]，很多研究也都證實了氣道上皮細胞在氣道炎癥發生時能對外界應力產生應答[21].本文中使用方法對SD大鼠氣道上皮細胞剛度的測定其實反映的是細胞內骨架蛋白F-action的表達，而實驗組細胞剛度發生了顯著性的減小，我們推測材料降解產生的小分子物質在進出細胞膜的過程中影響了細胞骨架正常狀態下的預應力狀態[22]，造成了初期細胞剛度的顯著下降，但隨后細胞產生的應答機制又使細胞自我調整了骨架重構的狀態，最終達到平衡，出現剛度穩定的狀態.

3 結 論

本文針對人工氣管內表面纖毛上皮缺失的問題，以研究背景成熟深入且生物相容性較好的nBA和DEAEMA作為研究對象制備出了一種表面具有纖毛樣結構的纖毛樣共聚物膜材料，對材料從化學組成、分子結構、理化性質3個方面進行了研究，提示了該材料在人工氣管內表面修飾材料領域應用的可行性.得到的主要結論如下：

1)合成的共聚物是一種超高分子量聚合物，其粒徑分布特征也為膜材料制備提供了理論基礎，而共聚物膜材料的疏水性、與人體氣道纖毛長度相近的纖毛樣層高度及優良的力學性能都證明了材料在人工氣管內表面修飾材料領域的應用可能，特別是FT-IR和1HNMR的詳細分析結果更是從分子組成結構層面共同證實了聚合的發生及目標產物的結構正確性.

2)共聚物的熱穩定性和細胞安全性都表明了共聚物作為生物材料應用的可行性，這種生物相容性的考察拓寬了丙烯酸酯類聚合物在傳統的眼科、牙科及藥物緩釋材料中的應用，為人工氣管功能化奠定了基礎.

因此，無論從理化性質、拓撲結構和生物安全性的衡量上看，該膜材料很有可能作為一種人工氣管內表面的修飾材料以代替實現氣道纖毛的模擬存在甚至物質輸運功能.

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Preparation of p(nBA/DEAEMA) Copolymer Brushes and ItsFeasibility Study as Surface Modification for Inner Face ofArtificial Trachea

ZHU Jian1,JIANG Xuemei1?,ZHONG Jun1,DUAN Yiyuan1,DENG Linhong1，2

(1. Bioengineering College，Chongqing University，Chongqing 400030，China;2.Institute of Biomedical Engineering and Health Sciences，Changzhou University，Changzhou 213164，China)

p(nBA/DEAEMA) nanoparticles of emulsion and polymeric cilia-like membranes were prepared. Two monomers of n-butyl acrylate (nBA) and 2-(diethylaminoethyl methacrylate) (DEAEMA) were polymerized by semi continuous emulsion polymerization method，and the cilia-like membranes were prepared by attaching a Velcro-like surface to partially coalesced films. Subsequently，the prepared materials were characterized by FT-IR，1HNMR，GPC，SEM，DSC combined with particle size analysis，static contact angle measurements and mechanical analysis. Finally，BECs from SD rats were used to characterize the biosecurity of the material. Correct structure of copolymer was also confirmed by FT-IR and1HNMR. The particle size analysis of the copolymer emulsion was PDI 0.385 and Z-average was 46.48 nm，whileTgandTffor copolymer was 33.2℃ and 47.7℃，respectively. The contact angle of polymeric films was 102.3° with water，and the surface free energy was 13.81 J·m2. Meanwhile，SEM photos showed the size of particles was 40 to 50 nm，and the height of cilia-like layer was about 5 to 10 μm. The biosecurity of this material was eventually verified by cell experiments. The copolymer cilia-like membranes can be used as a surface modification material for artificial trachea.

p(nBA-DEAEMA); copolymer emulsion; nanoparticles; cilia-like membrane；biosecurity

1674-2974(2017)12-0108-08

10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2017.12.017

2016-12-19

國家自然科學基金資助項目(31400805，11532003，31670950),National Natural Science Foundation of China(31400805，11532003，31670950);江蘇省自然科學基金資助項目(BK20151186),Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK20151186);中央高校基本科研業務費專項基金資助項目(106112017CDJQJ238815),Fundamental Research Funds for the Central Unirersities(106112017CDJQJ238815)

朱劍(1987—)，女，四川萬源人，重慶大學博士研究生?通信聯系人，E-mail:jianxuemei@cqu.edu.cn

TB 332

A