可吸收的生物医用复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种可吸收的生物医用复合材料及制备方法。其中，该可吸收的生物医用复合材料包括：基底颗粒；中间层，其包覆于基底颗粒的表面，中间层具有第一玻璃态转化温度，并且第一玻璃态转化温度不高于人体正常体温；以及聚合物基体，其具有第二玻璃态转化温度，并且第二玻璃态转化温度大于人体正常体温，基底颗粒与中间层分散在聚合物基体内。根据本发明专利技术，能够提供一种既能够提高力学强度且韧性得到改善的可吸收的生物医用复合材料。

Absorbable biomedical composites and their preparation methods

The invention provides an absorbable biomedical composite material and a preparation method thereof. Among them, the absorbable biomedical composite material includes: the base particle; the middle layer, which is coated on the surface of the base particle, has the first glass transition temperature, and the first glass transition temperature is not higher than the normal body temperature of human body; and the polymer matrix, which has the second glass transition temperature, and the second glass transition temperature is higher than the normal body temperature of human body. The matrix particles and the interlayer are dispersed in the polymer matrix. According to the present invention, an absorbable biomedical composite material can be provided, which can improve both mechanical strength and toughness.

【技术实现步骤摘要】
可吸收的生物医用复合材料及其制备方法本申请是申请日为2017年07月15日、申请号为201710578058.8、专利技术名称为可吸收的生物医用复合材料及其制备方法的专利申请的分案申请。
本专利技术属于生物医用复合材料领域，特别涉及一种可吸收的生物医用复合材料及其制备方法。
技术介绍
人体骨骼中含有水、有机质(骨胶)和无机盐等成分，其中，无机盐的成分以钙磷化合物为主，其以结晶羟基磷灰石和无定形磷酸钙的形式分布于有机质中。因此，包含钙磷化合物的无机盐，尤其是羟基磷灰石、磷酸钙等，与人体骨骼无机盐组分类似，具有优良的生物相容性和生物活性。生物可降解聚酯材料，如聚乳酸、聚己内酯、聚乙交酯等，具有良好的生物降解性、生物相容性和力学性能，是常见的可吸收医用聚合物材料，在医疗领域应用较为广泛。将包含钙磷化合物的无机盐和生物可吸收聚酯材料结合制成复合材料可以结合两种材料的优点，用作骨固定和骨修复材料时具有良好的生物相容性、生物活性和力学性能。然而，包含钙磷化合物的无机盐大多是亲水性的，其与可吸收聚酯材料简单共混时，两者界面的相容性较差，缺乏一定强度的界面作用力，使无机盐颗粒发生聚集，在聚酯材料基体中分散不均匀，因此易导致应力集中，且界面处因基体与填充物之间的脱落易引发裂纹，严重影响复合材料的力学性能。此外，无机盐颗粒的加入通常会损害聚酯材料的韧性，易导致脆断，限制了复合材料在骨科领域的应用。因此，由普通的聚酯和包含钙磷化合物的无机盐复合材料制成的骨科医疗器械，可能会在实际应用中给病人带来很大的风险。针对上述问题，在专利文献1中，提出一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。其中，羟基磷灰石表面通过吸附低分子量聚乳酸进行了改性，然而，尽管改性后的羟基磷灰石与聚乳酸基体材料的结合力有所增强，但是仍然缺乏强的界面作用力，最终复合材料的力学性能仍存在很多改善之处。另外，专利文献2也提出了一种羟基磷灰石/聚乳酸复合材料。其中，这种材料主要由羟基磷灰石原位聚合聚乳酸制成，即羟基磷灰石与聚乳酸之间存在共价键。尽管这能在很大程度上有助于羟基磷灰石的分散并提高界面作用力，提高材料的力学性能，然而在该羟基磷灰石/聚乳酸复合材料中，由于刚性羟基磷灰石颗粒与聚乳酸之间没有缓冲机制，容易导致复合材料的韧性严重受损，容易发生脆断，不利于其在骨科临床中的应用。【现有技术文献】【专利文献】专利文献1：中国授权专利CN102153058B专利文献2：中国授权专利CN103319696A
技术实现思路
本专利技术有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种既能够提高力学强度且韧性又能得到改善的可吸收的生物医用复合材料。为此，本专利技术一方面提供了一种可吸收的生物医用复合材料，其包括：基底颗粒；中间层，其包覆于所述基底颗粒的表面，所述中间层具有第一玻璃态转化温度，并且所述第一玻璃态转化温度不高于人体正常体温；以及聚合物基体，其具有第二玻璃态转化温度，并且所述第二玻璃态转化温度大于所述人体正常体温，所述基底颗粒与所述中间层分散在所述聚合物基体内。在本专利技术的一方面中，基底颗粒与聚合物基体之间存在中间层，该中间层的玻璃态转化温度不高于人体正常体温，因此，将本专利技术的复合材料应用于骨科临床治疗时，该中间层在人体内能够保持为橡胶态(高弹态)，该橡胶态的中间层可以释放由基底颗粒引起的应力集中并且缓解其微裂纹，改善复合材料的韧性。另外，该基底颗粒还可以抑制呈橡胶态的中间层在一定应力下的剧烈形变，从而能够抑制橡胶态的中间层材料的加入带来的复合材料强度的下降。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，所述基底颗粒包含选自羟基磷灰石、聚磷酸钙和磷酸三钙当中的一种以上。在这种情况下，由于基底颗粒的成分与人体骨骼组织的成分近似，因此能够提高复合材料的生物活性和生物相容性。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，所述中间层为聚合物层，并且所述基底颗粒与所述中间层之间以共价键结合。在这种情况下，在基底颗粒与中间层之间可以形成强界面作用力，从而有效提高二者之间的结合力，有利于力的传导。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，所述基底颗粒为刚性颗粒。由此，能够提高复合材料的力学强度。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，在所述中间层上，以原位聚合的方式形成所述聚合物基体。在这种情况下，在中间层与聚合物基体之间可以形成诸如共价键的强界面作用力，从而有效提高二者之间的结合力，有利于力的传导。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，所述中间层包含选自己内酯、对二氧环己酮当中的一种单体的均聚物，或者选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的二元以上的无规共聚物或嵌段共聚物。在这种情况下，中间层可以形成可吸收的聚合物材料，利于复合材料在骨科领域，尤其是可吸收骨科材料领域的应用。另外，在本专利技术的一方面所涉及的复合材料中，可选地，所述中间层与所述聚合物基体以共价键结合。在这种情况下，在中间层与聚合物基体之间可以形成强界面作用力，从而有效提高二者之间的结合力，有利于力的传导。本专利技术的另一方面提供了一种可吸收的生物医用复合材料的制备方法，其步骤包括：准备基底颗粒；将所述基底颗粒与第一反应单体充分混合，得到混合溶液；在所述混合溶液中加入催化剂，并进行加热，以使由所述第一反应单体构成的中间层包覆于所述基底颗粒；并且加入第二反应单体，维持加热，从而所述基底颗粒与所述中间层分散在所述聚合物基体内，其中，所述中间层具有第一玻璃态转化温度，并且所述第一玻璃态转化温度不高于人体正常体温，所述聚合物基体具有第二玻璃态转化温度，并且所述第二玻璃态转化温度大于所述人体正常体温。在这种情况下，可以形成包含中间层的复合材料，该复合材料的力学强度和韧性都能得到提高，这在骨科医疗器械应用中有着重要意义。另外，在本专利技术的另一方面所涉及的复合材料的制备方法中，可选地，所述第一反应单体选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的一种，或者选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的二种以上；所述第二反应单体选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的至少一种。在这种情况下，可以制备得到可吸收的中间层和聚合物基体，此有利于复合材料在骨科领域，尤其是可吸收骨科材料领域的应用。另外，在本专利技术的另一方面所涉及的复合材料的制备方法中，可选地，所述第一反应单体与所述第二反应单体不同。在这种情况下，可以通过调节单体种类、单体质量或单体比例等，控制中间层或聚合物基体的玻璃态转化温度，以利于其在骨科领域的应用。根据本专利技术，能够提供一种力学强度高且韧性好的可吸收的生物医用复合材料及其制备方法。附图说明图1是示出了本专利技术的实施方式所涉及的可吸收的生物医用复合材料的结构示意图。图2示出了本实施方式所涉及的生物医用复合材料的局部结构示意图。图3是示出了可吸收的生物医用复合材料的制备步骤示意图。符号说明：10…复合材料，11…基底颗粒，12…中间层，13…聚合物基体。具体实施方式以下，参考附图，详细地说明本专利技术的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。在下面的说明中，为了方便说明使用了小标题的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可吸收的生物医用复合材料，其特征在于：包括：基底颗粒；中间层，其包覆于所述基底颗粒的表面，所述中间层具有第一玻璃态转化温度，并且所述第一玻璃态转化温度不高于人体正常体温；以及聚合物基体，其具有第二玻璃态转化温度，并且所述第二玻璃态转化温度大于所述人体正常体温，所述基底颗粒与所述中间层分散在所述聚合物基体内。

【技术特征摘要】
1.一种可吸收的生物医用复合材料，其特征在于：包括：基底颗粒；中间层，其包覆于所述基底颗粒的表面，所述中间层具有第一玻璃态转化温度，并且所述第一玻璃态转化温度不高于人体正常体温；以及聚合物基体，其具有第二玻璃态转化温度，并且所述第二玻璃态转化温度大于所述人体正常体温，所述基底颗粒与所述中间层分散在所述聚合物基体内。2.如权利要求1所述的生物医用复合材料，其特征在于：所述基底颗粒包含选自羟基磷灰石、聚磷酸钙和磷酸三钙当中的至少一种。3.如权利要求1所述的生物医用复合材料，其特征在于：所述中间层为聚合物层，并且所述基底颗粒与所述中间层之间以共价键结合。4.如权利要求1所述的生物医用复合材料，其特征在于：所述基底颗粒为刚性颗粒。5.如权利要求1或3所述的生物医用复合材料，其特征在于：在所述中间层上，以原位聚合的方式形成所述聚合物基体。6.如权利要求1所述的生物医用复合材料，其特征在于：所述中间层包含选自己内酯、对二氧环己酮当中的一种单体的均聚物，或者选自丙交酯、己内酯、对二氧环己酮和乙交酯当中的二元以上的无规共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙杨，潘峰，黄裕程，向冬，
申请(专利权)人：深圳市立心科学有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44