植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法技术

植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，应用于骨组织修复，它一种植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：它由植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石原位复合，通过水发泡而成。本发明专利技术的合成原料天然无毒，制备工艺简单，成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术应用于骨组织修复，具体涉及一种植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法。
技术介绍
骨组织工程的主要目的是用于临床骨缺损或坏疽的治疗。骨修复的关键是构建种子细胞和三维多孔支架的复合体。近年来，大量研究表明聚氨酯具有良好的生物相容性和血液相容性。聚氨酯是由软、硬段组成的嵌段聚合物，因此分子链设计自由度较大。根据不同需求选择不同软硬段成分或调节软硬段比例即可制得不同理化性能的聚氨酯。采用气体发泡法或其他发泡方法所得的聚氨酯泡沫成为理想的组织工程多孔支架材料。仿生合成骨组织工程支架需同时考虑原料及合成过程两方面，基于此本专利技术提出采用天然植物油作为聚氨酯合成的软段原料，天然植物油与甘油发生酯交换反应得到的植物油甘油酯作为聚氨酯软段，脂肪族异氰酸酯作为聚氨酯硬段，由它们合成的聚氨酯可保证没有毒性。聚氨酯聚合及发泡过程均采用无毒的催化剂和发泡剂。虽然聚氨酯多孔支架具有良好的孔结构，但其力学性能并不理想，因此本专利技术提出将植物油甘油酯基聚氨酯与天然骨组织主要无机相成分羟基磷灰石进行复合得到生物相容性及力学性能具佳的多孔支架材料。本专利技术涉及的植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合多孔骨组织工程支架制备工艺简单，成本低廉，有望应用于骨组织修复。
技术实现思路
本专利技术提供具有原料天然无毒、制备工艺简单、成本低廉的一种植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法。一种植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法：采用富含三甘油酯的植物油与甘油发生酯交换反应生成植物油甘油酯作为聚氨酯合成的软段成分，该软段与硬段成分脂肪族异氰酸酯（异氟尔酮二异氰酸酯）在辛酸亚锡催化下进行加成反应，再由1,4-丁二醇扩链得到聚氨酯。该植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石原位复合，由水作为发泡剂发泡得到多孔支架材料。植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架具有三维空间结构，孔径100nm~700nm，孔隙率60%~70%，抗压强度600Kpa~5000Kpa。植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架，作为骨修复材料应用。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点：其一，采用本方法制备骨组织工程多孔支架所使用的原料均对人体无毒无害。其二，本制备方法简单易行，无污染，原料价格低廉、易得。其三，对植物油进行的酯交换改性增加了反应活性基团，极大的提高了反应效率。其四，植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石符合作为骨组织工程多孔支架材料既具有良好的生物相容性，有具有良好的力学性能。总之，本专利技术制备工艺简单，成本低廉，应用前景广阔。具体实施方式本专利技术提供植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合多孔骨组织工程支架。本专利技术提供的上述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合多孔骨组织工程支架，其制备方法是：采用富含三甘油酯的植物油与甘油发生酯交换反应生成植物油甘油酯作为聚氨酯合成的软段成分，该软段与硬段成分脂肪族异氰酸酯（异氟尔酮二异氰酸酯）在辛酸亚锡催化下进行加成反应，再由1,4-丁二醇扩链得到聚氨酯。该植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石原位复合，由水作为发泡剂发泡得到多孔支架材料。本专利技术提供的上述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合多孔骨组织工程支架，其作为骨修复材料应用。下面结合具体实例对本专利技术的制备方法作进一步说明；实施例1采用甘油与植物油以0.5:1~2.5:1摩尔比进行酯交换反应，催化剂为氧化钙，氧化钙是甘油与植物油的总质量的0.02%~0.08%，反应温度为200~250℃，反应时间为1~3小时，获得植物油甘油酯。所得植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯在氮气保护下于70~80℃进行反应，植物油甘油酯所含羟基与异氟尔酮二异氰酸酯所含氰基摩尔比为1:1.1~1:2，催化剂为辛酸亚锡，辛酸亚锡用量为植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯总质量的0.1%~0.2%，反应持续进行2~4小时后；加入1,4-丁二醇扩链反应1~3小时，1,4-丁二醇的加入量是反应体系总质量的2%~5%1,4-丁二醇扩链反应1~3小时，用90~110℃水发泡1~4小时后得到聚氨酯多孔支架，水的用量是反应体系总质量的0.1~0.2%。实施例2采用甘油与植物油以0.5:1~2.5:1摩尔比进行酯交换反应，催化剂为氧化钙，氧化钙是甘油和植物油的总质量的0.02%~0.08%，反应温度为200~250℃，反应时间为1~3小时，获得植物油甘油酯。植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯在氮气保护下于70~80℃进行反应，植物油甘油酯所含羟基与异氟尔酮二异氰酸酯所含氰基摩尔比为1:1.1~1:2，辛酸亚锡用量为植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯总质量的0.1%~0.2%，加入辛酸亚锡的同时加入20wt%纳米羟基磷灰石，纳米羟基磷灰石的加入量是植物油甘油酯和异氟尔酮二异氰酸酯总质量的20%；反应持续进行2~4小时；加入2%~5%1,4-丁二醇扩链反应1~3小时，1,4-丁二醇的加入量是反应体系总质量的2%~5%；以90~110℃的水为发泡剂发泡1~4小时后得到20wt%纳米羟基磷灰石/植物油甘油酯基聚氨酯多孔支架。即纳米羟基磷灰石的质量是（纳米羟基磷灰石+植物油甘油酯基聚氨酯）总质量的20%，如20克的纳米羟基磷灰石和80克的植物油甘油酯基聚氨酯反应得到产物。水的用量是反应体系总质量的0.1~0.2%。实施例3采用甘油与植物油以0.5:1~2.5:1摩尔比进行酯交换反应，催化剂为氧化钙，氧化钙是甘油和植物油的总质量的0.02%~0.08%，反应温度为200~250℃，反应时间为1~3小时，获得植物油甘油酯。植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯在氮气保护下于70~80℃进行反应，植物油甘油酯所含羟基与异氟尔酮二异氰酸酯所含氰基摩尔比为1:1.1~1:2，催化剂为辛酸亚锡，辛酸亚锡用量为植物油甘油酯和异氟尔酮二异氰酸酯总质量的0.1%~0.2%；加入催化剂的同时加入40wt%纳米羟基磷灰石，纳米羟基磷灰石用量为植物油甘油酯和异氟尔酮二异氰酸酯总质量的40%，反应持续进行2~4小时；加入1,4-丁二醇扩链反应1~3小时，1,4-丁二醇的加入量是植物油甘油酯和异氟尔酮二异氰酸酯+催化剂+纳米羟基磷灰石总质量的2%~5%；以90~110℃的水发泡1~4小时后得到40wt%纳米羟基磷灰石/植物油甘油酯基聚氨酯多孔支架。即纳米羟基磷灰石的质量是（纳米羟基磷灰石+植物油甘油酯基聚氨酯）总质量的40%，如40克的纳米羟基磷灰石和60克的植物油甘油酯基聚氨酯反应得到产物。水的用量是反应体系总质量的0.1~0.2%。本专利技术所用纳米羟基磷灰石是以硝酸钙和磷酸三钠为原料湿法制得。纳米羟基磷灰石的制备方法：按照钙磷摩尔比为1.67称取Ca(NO3)24H2O和Na3PO412H2O，分别用去离子水配成溶液。将Na3PO4溶液缓慢滴入Ca(NO3)2溶液中，保持pH在8～10，70℃下快速搅拌。待Na3PO4溶液滴加完毕，继续搅拌1h后，室温沉化，用去离子水洗涤至pH≈7，采用喷雾干燥制得羟基磷灰石粉末。将粉末研磨过筛(～75μm)后备用。纳米羟基磷灰石的制备方法还可以采用期刊是“中国组织工程研究”2013年17卷公开的“纳米羟基磷灰石的制备及改性”的文章中介绍的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：它由植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石原位复合，通过水发泡而成。

【技术特征摘要】
1.植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：它由植物油甘油酯基聚氨酯与纳米羟基磷灰石原位复合，通过水发泡而成。2.根据权利要求1所述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：所述植物油甘油酯基聚氨酯是由植物油甘油酯与脂肪族异氰酸酯在辛酸亚锡催化下进行加成反应，再由1,4-丁二醇扩链得到。3.根据权利要求1所述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：所述植物油甘油酯基聚氨酯是由植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯在辛酸亚锡催化下进行加成反应，再由1,4-丁二醇扩链得到。4.根据权利要求2或3所述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：所述植物油甘油酯是采用甘油与植物油以0.5:1~2.5:1摩尔比进行酯交换反应，反应过程的催化剂为氧化钙，氧化钙的用量是甘油与植物油总质量的0.02%~0.08%，反应温度为200~250℃，反应时间为1~3小时，获得植物油甘油酯。5.根据权利要求3所述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：所述植物油包括橄榄油、大豆油、玉米油。6.根据权利要求3所述植物油甘油酯基聚氨酯/纳米羟基磷灰石复合支架的制备方法，其特征在于：植物油甘油酯与异氟尔酮二异氰酸酯在氮气保护下于70~80℃进行反应，其中，植物油甘油酯所含羟基与异氟尔酮二异氰酸酯所含氰基摩尔比为1:1.1~1:2，催化剂采用辛酸亚锡，辛酸亚锡用量为反应体系总质量的0.1~0.2%，反应持续进...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜晶晶，黄棣，王楷群，牛璐璐，魏延，连小洁，胡银春，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14