一种亲水聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料，是由以下原料制成：磷灰石晶须、聚磷酸酯氨基酸共聚物，磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，聚磷酸酯氨基酸共聚物是由ε‑氨基己酸、其它α‑氨基酸与环磷酸酯开环聚合而成。本发明专利技术复合材料，具有良好的力学初始性能和生物活性，有望应用于脊柱、四肢、头部等因病变或者外伤所造成的骨缺损修复，具有良好的产业应用前景。

Preparation of a hydrophilic polyphosphate ester amino acid copolymer composite

The invention discloses a novel Polyphosphoester amino acid copolymer composite material is prepared from the following raw materials: apatite whiskers, Polyphosphoester amino acid copolymer, the weight of the hydroxyapatite whisker composite material weight 5% ~ 50%, Polyphosphoester amino acid copolymer is composed of epsilon aminocaproic acid, alpha amino acids and other phosphate ring ring opening polymerization a. The composite material has good mechanical initial performance and biological activity, and is expected to be applied to repair bone defects caused by lesions or trauma, such as spine, limbs, head, etc., and has good industrial application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种亲水聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种亲水聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料的制备方法，属骨修复材料领域。
技术介绍
应用于修复头部、脊柱、四肢等因病变或者外伤所造成的骨缺损的骨组织修复材料，不仅需要在植入的初期提供足够的力学强度且不会引起应力屏蔽，良好的生物相容性也是决定该类材料能否与生物组织结合的重要因素。然而，对于骨组织修复材料而言，尤其是承力材料，保持较高的力学强度却不引起应力屏蔽是一件很难做到的事情，如CN101229394A公开的骨修复复合材料，力学强度达到800MPa以上，而人体骨的抗压强度在80MPa～150MPa之间，所以产生了应力屏蔽，不利于骨组织的正常生长。生物活性是判断一类材料是否可以促进骨修复的重要标准，因此在设计骨修复材料时，人们一般会把材料制备成具有良好生物活性的骨修复材料。目前，常用的骨修复材料有聚乳酸、聚氨基酸等。其中，聚乳酸具有良好的组织相容性和生物降解性，但是其强度不足，降解后的产物呈酸性不利于骨细胞的生长。聚氨基酸具有类似人体蛋白质的化学结构、具有良好的力学性能，无毒，因此由聚氨基酸和羟基磷灰石复合而成的材料在骨修复领域得到了广泛的应用。然而，该类复合材料由于表面接触角达到80°以上，使得其在于细胞接触培养的过程中无法得到一个较好的细胞粘附结果，从而影响细胞在材料表面的生长分化。因此，目前急需一种力学强度适中，不会引起应力屏蔽，且具有良好生物相容性的骨修复材料。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料，是由以下原料制成：磷灰石晶须、聚磷酸酯氨基酸共聚物，磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，聚磷酸酯氨基酸共聚物是由ε-氨基己酸、其它α-氨基酸与环磷酸酯开环聚合而成。进一步的，磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，优选的比例为10％～40％。进一步的，磷灰石晶须的Ga/P＝1.67，磷灰石晶须的长度为10微米～100微米，优选的长度为10微米～20微米。进一步的，所述ε-氨基己酸的摩尔量为所有氨基酸总摩尔数之和的75％～95％；优选的，所述ε-氨基己酸的摩尔量为所有氨基酸总摩尔数之和的90％～95％。进一步地，所述环磷酸酯占聚磷酸酯氨基酸共聚物的摩尔比为1％～10％，优选的摩尔比为2.5％～5％。进一步的，所述的环磷酸酯选自五元环磷酸酯，六元环磷酸酯，七元环磷酸酯；优先的，所述环磷酸酯为五元环磷酸酯。进一步的，所述的其它α-氨基酸选自丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、赖氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、丝氨酸、酪氨酸、色氨酸、蛋氨酸、精氨酸、组氨酸中的任意一种或两种以上；优选的，所述的其它α-氨基酸选自丙氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸与赖氨酸的组合。进一步的，上述复合材料由以下方法制备得到：取ε-氨基己酸与其它五种α-氨基酸，加入水，氮气保护下，于180℃～190℃下脱水熔融后，升温至200℃～220℃反应2小时～3小时，加入环磷酸酯反应0分钟～30分钟，加入磷灰石晶须，混匀，冷却，即得聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料。进一步的，所述的复合材料密度控制在1.6-2.5g/cm3。进一步的，所述的复合材料抗弯强度≥80MPa,抗压强度≥100MPa。进一步的，所述的复合材料表面接触角控制在40°-60°。本专利技术还提供了上述的复合材料作为骨组织修复材料的应用。通常，人体骨的抗弯强度为50MPa～120MPa，抗压强度为80MPa～150MPa。骨修复材料的力学应接近于人体骨的力学性能，才不会造成应力屏蔽的问题。本专利技术复合材料，既可以在初期提供足够的力学强度，又具有良好的生物相容性。可以同时满足力学强度和生物相容性两方面的要求，适合作为骨组织修复材料，细胞粘附率相对空白对照组高于110％,用于脊柱、四肢、头部等因病变或者外伤所造成的骨缺损修复，具有良好的产业应用前景。而且，本专利技术使用的氨基聚合物，具有良好的初始力学性，有利于材料与骨组织之间的固定融合，磷酸酯的加入改善了材料表面的亲水性，复合材料中的磷灰石晶须赋予材料生物活性，对骨组织修复起到了至关重要的作用。显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。具体实施方式本专利技术具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得；例如，氨基酸购于西格玛公司。细胞粘附实验采用间质充质干细胞，测定方法根据国标GBT.16886医疗器械生物学评价实施。空白组是指不给予任何处理的对照组。实施例1、制备本专利技术聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、羟脯氨酸各122.5g、1g、0.9g、1.5g、7g、1.5g，加入250ml三颈瓶中，加入100ml蒸馏水，通氮气保护，搅拌逐步升温至180℃～190℃进行缓慢脱水，当反应器内均为熔融状态时，升温至200℃～220℃使其熔融后反应2小时，然后升温至230℃～235℃条件下反应1小时，加入环磷酸酯[(六元)]3g反应10min，再加入磷灰石晶须45g(粒径15微米)，继续搅拌半小时，混匀，氮气保护下冷却至室温，得到聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料。将该聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料材料制备成标准样条用于抗弯、抗压的力学测试。试验样样条的抗弯强度为：98MPa，抗压强度为：125MPa。密度为2.6g/cm3。将该聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料多元氨基酸聚合物浸泡在模拟体液中进行生物活性试验。浸泡14天后：表面有大量磷灰石沉积。实施例2、制备本专利技术聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、羟脯氨酸各122.5g、1g、0.9g、1.5g、7g、1.5g，加入250ml三颈瓶中，加入100ml蒸馏水，通氮气保护，搅拌逐步升温至180℃～190℃进行缓慢脱水，当反应器内均为熔融状态时，升温至200℃～220℃使其熔融后反应2小时，然后升温至230℃～235℃条件下反应1小时，加入环磷酸酯[(六元)]6g反应10min，再加入磷灰石晶须45g(粒径15微米)，继续搅拌半小时，混匀，氮气保护下冷却至室温，得到聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料。将该聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料材料制备成标准样条用于抗弯、抗压的力学测试。试验样样条的抗弯强度为：90MPa，抗压强度为：118MPa。密度为2g/cm3。将该聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料多元氨基酸聚合物浸泡在模拟体液中进行生物活性试验。浸泡14天后：表面有大量磷灰石沉积。实施例3、制备本专利技术聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料分别取ε-氨基己酸、赖氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、羟脯氨酸各122.5g、1g、0.9g、1.5g、7g、1.5g，加入250ml三颈瓶中，加入100ml蒸馏水，通氮气保护，搅拌逐步升温至180℃～190℃进行缓慢脱水，当反应器内均为熔融状态时，升温至200本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料，其特征在于：所述复合材料是由以下原料制成：磷灰石晶须、聚磷酸酯氨基酸共聚物，磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，聚磷酸酯氨基酸共聚物是由ε‑氨基己酸、其它α‑氨基酸与环磷酸酯开环聚合而成。

【技术特征摘要】
2016.09.29 CN 20161086159441.一种聚磷酸酯氨基酸共聚物复合材料，其特征在于：所述复合材料是由以下原料制成：磷灰石晶须、聚磷酸酯氨基酸共聚物，磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，聚磷酸酯氨基酸共聚物是由ε-氨基己酸、其它α-氨基酸与环磷酸酯开环聚合而成。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：磷灰石晶须的重量为所述复合材料重量的5％～50％，优选的比例为10％～40％。3.根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于：磷灰石晶须的Ga/P＝1.67，磷灰石晶须的长度为10微米～100微米，优选的长度为10微米～20微米。4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述ε-氨基己酸的摩尔量为所有氨基酸总摩尔数之和的75％～95％；优选的，所述ε-氨基己酸的摩尔量为所有氨基酸总摩尔数之和的90％～95％。5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：环磷酸酯占聚磷酸酯氨基酸共聚物的摩尔比为1％～10％，优选的摩尔比为2.5％～5％。6.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：所述的环磷酸酯选自五元环磷酸酯、六元环磷酸酯和七元环磷酸酯；优选的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国玉，熊熠，陈丽，井淋静，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51