凝胶制造技术

本发明专利技术涉及含硅的生物稳定的凝胶及其制备方法。该凝胶的性能使它能用于制备和修复生物材料以及医疗器件、制品或植入物，尤其是制造软组织植入物，如乳房植入物，以及修复矫形用关节如脊椎盘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含硅的生物稳定的凝胶及其制备方法。这种凝胶具有特定的性质，使所述凝胶能用于制备和修复生物材料以及医疗器件、制品或植入物，特别是制备软组织植入物如乳房植入物，以及修复矫形关节如脊椎盘。
技术介绍
聚合物凝胶是半固体的体系，其在一定环境下以液体样方式进行响应，但是它们的分子相互独立，不发生运动，因此在其它环境下其性能类似于固体。凝胶可以合成为物理凝胶(physical gel)，其交联的网状结构可以被非反应性液体溶胀。不存在这种溶胀介质时，交联的网状结构会是固体。目前在乳房植入物中使用的有机硅凝胶(silicone gel)是物理凝胶，其中交联的聚二甲基硅氧烷(PDMS)体系被非反应性的低分子量的PDMS溶胀。这些凝胶的本性是易于泄漏低分子的液体PDMS，并含有重金属催化剂如铂和锡，这些重金属在体内会从植入物中浸出。水凝胶是物理凝胶的其它例子，在交联的网状结构中的亲水基团能吸引水分子并被水溶胀。在物理凝胶中，溶胀介质的重量份数可高达90％。这种溶胀介质可以被大多数溶剂和生物流体从凝胶中提取出来。因此，需要一种能模仿PDMS基的物理凝胶的性能，但是化学配制的凝胶，以避免物理凝胶的复杂化。专利技术概述根据本专利技术，提供了一种凝胶，该凝胶包含至少一种含硅的生物稳定的聚合物，所述聚合物的平均官能度为2-5，优选2.05-3.5，更优选2.1-3.25。生物稳定的聚合物优选是聚氨酯或聚氨酯脲。在一个实施方式中，所述聚氨酯或聚氨酯脲是以下物质的反应产物(a)至少一种含硅的多元醇或具有一个或多个官能团的聚胺； (b)聚异氰酸酯。在另一个实施方式中，上面定义的聚氨酯或聚氨酯脲还可以是(c)的反应产物(c)至少一种有一个或多个官能团的不含硅的化合物。本专利技术还提供了制备上面定义的聚氨酯或聚氨酯脲的方法，该方法包括以下步骤(i)对上面定义的组分(a)、(b)和(c)(存在时)进行混合。在另一个实施方式中，制备上面定义的聚氨酯或聚氨酯脲的方法包括以下步骤(i)使上面定义的组分(a)与(b)反应，形成有活性聚异氰酸酯端基的预聚物；以及(ii)将步骤(i)的预聚物与上面定义的组分(c)(存在时)混合。在又一个实施方式中，制备上面定义的聚氨酯或聚氨酯脲的方法包括以下步骤(i)将上面定义的组分(a)和(b)和(c)(存在时)与光引发剂混合；以及(ii)对该混合物进行UV辐照。上面定义的某些含硅的多元醇(a)是新颖的，并构成本专利技术的部分。根据本专利技术，提供了下面结构式(I)或(II)的含硅的多元醇或聚胺 式中，R1和R2独立地选自任选被OH或NR’R”取代的C1-6亚烷基，其中，R’和R”独立地选自H、CO2H和C1-6烷基；R3至R8独立地选自任选被O间断和任选被OH或NR’R”取代的C1-6烷基和C1-6亚烷基，其中R’和R”如上定义；R9是C1-4烷基；R10是任选取代的C1-4烷基或 其中，R1和R9如上定义；x为5-30；y为1-10；n为1-10。本专利技术还提供了制备上面定义的结构式(I)或(II)的含硅的多元醇的方法，该方法包括以下步骤(i)使下面结构式(A)或(B)的化合物与下面结构式(C)的化合物反应； 式中，R3至R10和x如上定义，y′为0-10； (ii)使步骤(i)的产物进行硅氢化(hydrosilation)。本专利技术的凝胶具有粘弹性质和天然组织的感觉，适合例如软组织植入物的凝胶用途，如乳房植入物。这些凝胶的可提取水平很低，以凝胶总重量为基准，优选小于35％，更优选小于30％，最优选小于21％。因此，本专利技术还提供了完全或者部分由上述限定的凝胶构成的生物材料、器件、制品或植入物。本专利技术还提供了包含上述凝胶的用作医学植入物的填充材料。专利技术详述本专利技术的包含至少一种含硅生物稳定的聚合物的凝胶是一种化学凝胶。在形成交联的网状结构时，使反应基团在反应过程中处于良好平衡，然后该网状结构开始玻璃化，结束时为硬质固体。如果在反应基团中产生不平衡而使反应不能进行完全，则产生非化学计量的体系，该体系能够凝胶化。因此，一种反应基团为过量的并保持不完全反应。这种过量的作用类似于物理凝胶中的非反应性的溶胀介质。但是，与溶胀剂相比，通常配制较少量的未反应物质来达到类似于物理凝胶的效果，而这又意味着较少的可提取物质。本专利技术凝胶中可提取物的水平，以凝胶总重量为基准，优选小于35％，更优选小于30％，最优选小于21％。术语“可提取物”指凝胶中未反应的部分，通常是流体，能在38℃的体温下从凝胶自由迁移出来，更具体地，该术语指凝胶中在20-40℃温度范围可以被有机溶剂提取的未反应的流体部分。术语“生物稳定的”指聚合物与活的动物或人的细胞和/或体液接触时的稳定性。术语聚合物体系的“平均官能度”指对所有类型单体分子，每个单体的官能团的平均数量，可由下面公式限定 favg=ΣinifiΣini]]>该公式中ni是具有官能团fi的单体i的分子数量。凝胶的平均官能度优选在2.05-3.5范围，更优选2.1-3.25。生物稳定的聚合物可以是聚氨酯、聚氨酯脲、聚烯烃、聚酯、聚四氟乙烯或聚甲基丙烯酸酯类，如聚(甲基丙烯酸甲酯)。生物稳定的聚合物优选是聚氨酯或聚氨酯脲。聚氨酯或聚氨酯脲可以由含硅的多元醇或具有一个或多个官能团的聚胺(a)、聚异氰酸酯(b)和任选的有一个或多个官能团的不含硅化合物(c)形成。组分(a)和(c)的官能团可以是能与异氰酸酯基反应的任何基团，优选自OH、NR’R”，其中R’和R”可以相同或不同，并选自H、CO2H和C1-6烷基，优选是H和C1-4烷基，或者是能被自由基引发而活化的基团，如双键或三键。含硅的多元醇或聚胺(a)可以具有一个或多个官能团，只要生物稳定的聚合物的平均官能度在1-5的范围。合适的含硅的多元醇或聚胺(a)包括上面定义的结构式(I)或(II)的化合物、聚硅氧烷或含硅的聚碳酸酯。结构式(I)的化合物的代表例如下 结构式(I)的化合物的分子量优选为400-5000。应理解，在此所列的分子量数值是“数均分子量”。结构式(II)的化合物的代表例如下 结构式(II)的化合物的分子量优选为1000-5000。聚硅氧烷的末端可以是羟基或胺。合适的聚硅氧烷大二醇(macrodiol)或大二胺(macrodiamine)可以由结构式(III)表示 式中，A和A′是OH或NHR，其中的R是H或任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基，优选C1-6烷基，更优选C1-4烷基；R11、R12、R13和R14可以相同或不同，选自氢或者任选取代的直链、支链或环状的饱和或不饱和的烃基；R15和R16可以相同或不同，选自任选取代的直链、支链或环状的亚烷基、亚烯基、亚炔基或杂环二价基团；p是大于或等于1的整数。优选的聚硅氧烷是聚硅氧烷大二醇，它是结构式(III)中的A和A′都是羟基的聚合物。优选的聚硅氧烷是PDMS，它由结构式(III)表示，且式(III)中的A和A′都是羟基，R11至R14是甲基，R15和R16如上所定义。优选R15和R16是相同的或不同的，并选自亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、乙氧基丙基(-CH2CH2OCH2CH2CH2-)、丙氧基丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝胶，包含至少一种平均官能度在２－５范围里的含硅的生物稳定的聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD帕德萨吉卡，T萨奈纳恩，S文卡特拉马尼，M梅拉比，M鲍恩，
申请(专利权)人：阿奥技术生物材料控股有限公司，
类型：发明
国别省市：AU[澳大利亚]