可控生物降解共聚物材料及其制备方法及其应用技术

技术编号:20930214 阅读:19 留言:0更新日期:2019-04-20 12:50
本发明专利技术提供了可控生物降解共聚物材料及其制备方法及其应用,本发明专利技术的可控生物降解共聚物材料,所述共聚物材料由A、B、C制备而成;所述A为左旋丙交酯、右旋丙交酯或不同L/D值的丙交酯;所述B为己内酯;所述C多臂聚合中心或三亚甲基碳酸酯。本发明专利技术提供的两种生物降解共聚物均具有优异的机械强度和柔韧性,可广泛应用于组织工程领域中所用的载体或器件,特别是应用于制备神经导管。

Controllable biodegradable copolymer materials and their preparation methods and Applications

The invention provides a controllable biodegradable copolymer material and its preparation method and application. The controllable biodegradable copolymer material of the invention is prepared from A, B and C. The copolymer material A is levolactide, dextral lactide or lactide with different L/D values; the B is caprolactone; the C-arm polymerization center or trimethylene carbonate. The two biodegradable copolymers provided by the invention have excellent mechanical strength and flexibility, and can be widely used in the field of tissue engineering as carriers or devices, especially in the preparation of nerve conduits.

【技术实现步骤摘要】
可控生物降解共聚物材料及其制备方法及其应用
本专利技术属于高分子材料领域,涉及可控生物降解共聚物材料及其制备方法及其应用,以及其在制备组织工程领域中所用的载体或器件中的应用。
技术介绍
生物可降解聚合物按照来源可分为天然和合成两大类,天然可降解聚合物包括壳聚糖、甲壳素及其衍生物等;合成可降解聚合物分为人工合成和细菌合成两大类。细菌合成的可降解聚合物包括聚羟基烷基醇酯及聚B2葡萄酸酯等,人工合成的可降解聚合物包括脂肪族聚酯、聚氨基酸和聚膦腈等,其中聚酯类是目前唯一被美国FDA批准用于生物医学领域的一类生物可降解材料,较常用的有:聚乳酸、聚羟基酸酯、聚己内酯、聚三亚甲基碳酸酯、乳酸-聚乙二醇共聚物等。聚乳酸(PLA)也称为聚丙交酯。丙交酯(LA)是合成聚乳酸的中间体,可分为L-丙交酯、D-丙交酯、D,L-丙交酯三种。PLA不仅具有较好的化学惰性、易加工性,而且还具有优异的生物降解性、相容性和可吸收性,故而PLA及其共聚物现已广泛应用于生物医学工程领域,如外周神经修复导管、药物控制释放体系、骨折内固定物、组织修复、细胞培养和医用手术缝合线等。聚己内酯(PCL)是由ε-己内酯在金属有机化合物做催化剂,二羟基或三羟基做引发剂条件下开环聚合而成的,其具有良好的生物降解性和生物相容性,并且安全无毒。聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)也是一种无毒、生物相容性好、具有柔韧性的材料,常被引入到其它聚合物的主链中以调节聚合物的机械性能和生物可降解性。因此将PCL和PTMC引入到PLA中制备的无规共聚物既可以兼具几种材料的优点,又可以降低PLA的结晶性能,提高其韧性和降解速率。专利CN102989044A公开了一种以丙交酯、己内酯、对二氧环己酮、三亚甲基碳酸酯、乙交酯为起始物制备的共聚物,用于可降解的医用高分子管材的制备。专利CN1803204A共开了一种通过己内酯与丙交酯的无规共聚物与聚乳酸进行共混,制备韧性良好的可吸收生物膜。专利CN101878048A中提到了丙交酯与己内酯所形成的共聚物具有柔韧的性能,可以应用为医用植入体以及人工硬脑膜等。但是以上专利技术公开的共聚改性的材料普遍存在一个缺点,即在提高材料断裂伸长率的同时会导致材料拉伸强度的下降。有研究表明,聚乳酸的左旋和右旋聚乳酸两种旋光异构体及其混合体-外消旋聚乳酸对其力学性能和生物降解性能方面有较大影响,如专利CN100462387C提到左旋丙交酯-己内酯共聚物与不同比例左旋/右旋丙交酯-己内酯共聚物在降解周期和力学特性方面有很大差距,但是该共聚物亲水性较差,使其生物降解非常缓慢。
技术实现思路
为解决上述现有技术中存在的问题,本专利技术通过协调丙交酯两种异构体的比例,结合己内酯和多臂聚合中心制备了一种具有更优力学性能的共聚物;通过协调丙交酯两种异构体的比例,并结合己内酯在韧性和降解时间方面的优异性能,提供了一种具有更高拉伸强度和弹性及降解性能的共聚物。本专利技术提供一种可控生物降解共聚物材料,所述共聚物材料由A、B、C制备而成;所述A为左旋丙交酯、右旋丙交酯或不同L/D值的丙交酯;所述B为己内酯;所述C多臂聚合中心或三亚甲基碳酸酯。进一步地,所述共聚物材料中丙交酯的左旋、右旋摩尔比为1:1-19:1。进一步地,所述丙交酯的摩尔含量为45-90份;所述己内酯的摩尔含量为9-40份;所述多臂聚合核心的摩尔含量为1-5份;所述三亚甲基碳酸酯的摩尔含量为5-20份;进一步地,所述共聚物材料的特性粘度为1.5-7.0dl/g,多分散度≤1.5。更进一步地,所述共聚物材料的特性粘度为2.0-5.0dl/g,多分散度≤1.3。进一步地,所述的可控生物降解多臂共聚物材料,为具有多臂结构的P(LA-co-CL)n,由多臂聚合核心、丙交酯和己内酯制备而成的无规或嵌段共聚物。更进一步地,所述多臂结构的P(LA-co-CL)n共聚物,其多臂臂数为3~16,多臂聚合核心选自甘油、季戊四醇、季戊四醇多聚体、蔗糖、葡萄糖、淀粉中的一种或多种。进一步地,所述的可控生物降解线性共聚物材料,为一种具有不同旋光比丙交酯-己内酯-三亚甲基碳酸酯的共聚物P(LA-co-CL-co-TMC),由丙交酯、己内酯和三亚甲基碳酸酯制备而成的无规或嵌段共聚物。本专利技术还提供一种可控生物降解共聚物材料的制备方法,所述制备方法包含以下步骤:(1)不同旋光度的丙交酯、己内酯、三亚甲基碳酸酯或多臂聚合中心分别加入到反应器中,混合后反复抽真空和充惰性气体至少两次;(2)开环共聚反应:在氮气气氛下向反应器中加入开环聚合催化剂,将反应器加热到100-220℃,反应6-72小时;(3)待反应器冷却后,将步骤(2)得到的产物加入到二氯甲烷中进行溶解,然后在无水乙醇中进行沉淀,将析出的产物进行干燥,得到改性的共聚物。其中,所述的开环共聚温度为100-220℃,优选为120-160℃。所述开环共聚时间为6-72小时,优选为12-24小时。所述的开环聚合催化剂选自辛酸亚锡、三乙基铝、乳酸亚锡、二丁基锡中的一种或多种,优选为辛酸亚锡。所述的共聚单体和开环聚合催化剂的用量摩尔比为1:0.00001-0.005;优选地,二者摩尔比为1:0.0001-0.001;进一步地,所述可控生物降解共聚物材料在组织工程领域中所用的载体或器件中的应用,特别是在制备神经导管中的应用。本专利技术的有益效果为:(1)本专利技术所提供的生物可降解的共聚材料,相对分子量可调、机械强度高、柔韧性强、膨胀度小,可用于人体组织的再生修复;(2)本专利技术所提供的生物可降解的共聚材料,是通过协同丙交酯两种旋光异构体的比例、PEG的含量,实现提高材料的机械强度和柔韧性,同时降低材料植入体内的膨胀率;(3)多臂聚合中心和三亚甲基碳酸酯的引入可有效的调控乳酸单元和己内酯单元分子链的构象,改善共聚物的结晶性能,提高材料的力学性能、制备降解周期可控的共聚物;附图说明图1是多臂共聚物神经移植修复大鼠坐骨神经90天后小腿三头肌的萎缩对比图图2是三亚甲基碳酸酯共聚物神经移植修复大鼠坐骨神经90天后小腿三头肌的萎缩对比图图3是对比例组神经移植修复大鼠坐骨神经90天后小腿三头肌的萎缩对比图具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案和在外周神经缺损修复中的应用进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本专利技术,而不应视为限制本专利技术的范围。实施例1-4具有多臂结构的P(LA-co-CL)n共聚物表1实施例1-4配方及其反应条件制备方法为:将多臂聚合核心、左旋、右旋丙交酯、己内酯混合后加入到反应器中,混合后反复抽真空和充氮气20次;在氮气气氛下向反应器中加入开环聚合催化剂,将反应器加热到相应温度,反应一定时间;将反应器冷却后加入到二氯甲烷中进行溶解,然后在无水乙醇中进行沉淀,将析出的产物进行干燥。实施例5-9三亚甲基碳酸酯的共聚物P(LA-co-CL-co-TMC)表2实施例9-12配方及其反应条件制备方法:将三亚甲基碳酸酯、左旋、右旋丙交酯、己内酯,混合后加入到反应器中,混合后反复抽真空和充氮气20次;在氮气气氛下向反应器中加入开环聚合催化剂,将反应器加热到相应温度,反应一定时间;将反应器冷却后加入到二氯甲烷中进行溶解,然后在无水乙醇中进行沉淀,将析出的产物进行干燥。对比例1将42份左旋丙交酯、42份本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.可控降解的共聚物,其特征在于,包含A、B、C成分,所述A为左旋丙交酯、右旋丙交酯或不同L/D值的丙交酯;所述B为己内酯;所述C为多臂聚合中心或三亚甲基碳酸酯。

【技术特征摘要】
1.可控降解的共聚物,其特征在于,包含A、B、C成分,所述A为左旋丙交酯、右旋丙交酯或不同L/D值的丙交酯;所述B为己内酯;所述C为多臂聚合中心或三亚甲基碳酸酯。2.权利要求1所述的共聚物材料,其特征在于,所述共聚物为包含多臂聚合中心的多臂共聚物和包含三亚甲基碳酸酯的线性共聚物。3.根据权利要求1所述的多臂和线性共聚物材料,其特征在于,所述共聚物材料中不同L/D值丙交酯的左旋、右旋摩尔比为1:1-19:1;丙交酯的摩尔含量为45-90份,己内酯的摩尔含量为9-40份,三亚甲基碳酸酯的摩尔含量为5-20份,多臂聚合核心的摩尔含量为1-5份。4.根据权利要求1所述的可控生物降解共聚物材料,其特征在于,所述共聚物材料的特性粘度为1.5-7.0dl/g,多分散度≤1.5,更优选的特性粘数为2.0-5.0dl/g,多分散度≤1.3。5.根据权利要求1-3任一项所述的可控生物降解多臂共聚物材料,其特征在于,所述材料为一种具有多臂结构的P(LA-co-CL)n共聚物,由多臂聚合核心、丙交酯和己内酯制备而成的无规或嵌段共聚物。6.根据权利要求5所述的可控生物降解共聚物材料,其特征在于,所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员:张旗黄凤洪陶秀梅尚丽霞陈鹏汤虎张浩
申请(专利权)人:北京诺康达医药科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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