一种新型可交联可降解多嵌段共聚物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料合成技术领域，公开了一种新型可交联可降解多嵌段共聚物，其化学结构式如式(Ⅰ)所示；式(Ⅰ)中：3≤n≤22；4≤m+p≤110；m、n、p为正整数。该新型可交联可降解多嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：将聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯混匀，150～170℃反应4～6h，得到共聚物。本发明专利技术提供的新型可交联可降解多嵌段共聚物的物理、化学和降解性能可以通过改变PPF和PTMC的分子量及其组分比来调节；可经氧化还原或紫外光交联固化成型，并且最终成型产品性能可通过调控聚合物交联网络来灵活调控；可以作为组织工程材料用于骨、软骨和神经再生。

【技术实现步骤摘要】
一种新型可交联可降解多嵌段共聚物及其制备方法与应用
本专利技术属于高分子材料合成
，具体涉及一种新型可交联可降解多嵌段共聚物及其制备方法与应用。
技术介绍
生物医学科学的发展导致人们对各种生物材料和先进制造方法的迫切需求，并逐渐增加了组织工程等生物医学应用的复杂性，而这些都受到所使用的生物材料的影响。例如，组织工程要求生物材料具有足够和适当的力学性能，以满足各种应用，如硬组织和软组织替换。对于特定的组织或器官，支架材料需要具有与其相匹配的力学性能以实现一定的支撑作用，尤其针对一些对力学性能要求高的组织(如骨与软骨组织)。当支架材料的力学性能与目标组织不匹配时，如材料硬度过高，容易产生应力屏蔽现象，从而损伤周围组织；如材料硬度过低，则支架不足以支撑新生组织的形成。此外，聚合物材料应满足常规的应用要求，如成型制造的可行性和灭菌性，适当的溶胀行为和生物降解率。一般来说，物理交联材料通常不能产生足够的结构稳定性来满足许多生物医学应用所需的机械性能和生物降解率。因此，将许多天然或合成的单体和大分子修饰然后通过不同的组成化学聚合成网络，以满足不同应用的要求。目前高分子生物材料性能调控方式主要为：向主体材料中通过添加特定“填料”从而调控其共混物的各种性能，该种方法性能影响因素较多，工艺不可控，并且填料对主体材料本身的生物相容性影响未知。
技术实现思路
为了克服现有生物材料性能调控方式存在的不足，本专利技术的第一方面的目的，在于提供一种新型可交联可降解多嵌段共聚物的制备方法。本专利技术的第二方面的目的，在于提供一种新型可交联可降解多嵌段共聚物。本专利技术的第三方面的目的，在于提供新型可交联可降解多嵌段共聚物在生物医学材料中的应用。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的第一个方面，提供一种新型可交联可降解多嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：将聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯均匀混合，反应，得到共聚物。所述聚三亚甲基碳酸酯的质量优选为所述聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯的质量总和的25％～95％；更优选为所述聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯的质量总和的30％～90％。所述均匀混合的条件优选为90～110℃下200～400rpm混合25～35min；更优选为90～100℃下200～300rpm混合25～30min。所述均匀混合优选在氮气氛围下。所述反应的条件优选为150～170℃反应4～6h；更优选为150～160℃反应4～5h。所述反应优选在真空度<1mmHg下进行。所述反应优选通过加入催化剂促进反应。所述催化剂优选为三氧化二锑(Sb2O3)、醋酸锑(Sb(CH3COO)3)、乙二醇锑(Sb2(OCH2CH2O)3)中的至少一种；更优选为Sb2O3。所述新型可交联可降解多嵌段共聚物的制备方法，还包括如下步骤：将得到的共聚物溶于有机溶剂，接着依次用盐酸、水、食盐水清洗，加入无水硫酸钠除水，过滤除固体，旋蒸除有机溶剂，用沉淀剂沉淀，干燥。所述有机溶剂与共聚物按体积质量比(mL:g)优选为(1～3):1。所述有机溶剂优选为二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、二甲基甲酰胺和甲苯中的至少一种；更优选为二氯甲烷。所述盐酸的浓度(v/v)优选为5～20％；更优选为5～10％。所述沉淀剂优选为石油醚、乙醚、甲醇、乙醇中的至少一种；更优选为石油醚。所述聚三亚甲基碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将三亚甲基碳酸酯、引发剂、催化剂及无水甲苯混合，抽真空除去甲苯和水，反应，得到聚三亚甲基碳酸酯。所述三亚甲基碳酸酯优选为干燥的三亚甲基碳酸酯。所述引发剂优选为干燥的引发剂。所述干燥的三亚甲基碳酸酯和所述干燥的引发剂优选通过真空烘箱除水得到。所述真空烘箱除水的条件优选为：温度为30～50℃、真空度<-0.1MPa、干燥时间为12～24h。所述三亚甲基碳酸酯与引发剂的摩尔比优选为(3～70):1；更优选为(3.86～68):1。所述引发剂优选为二甘醇、苄醇、水、三羟甲基丙烷、季戊四醇中的至少一种；更优选为二甘醇。所述催化剂优选为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的至少一种；更优选为辛酸亚锡。所述催化剂的质量优选为三亚甲基碳酸酯的质量的0.05％～0.2％；更优选为0.07％～0.2％。所述催化剂与无水甲苯按质量体积比(g:mL)优选为0.01～0.03:1；更优选为0.01～0.02:1。所述反应的条件优选为真空下120～140℃反应48～72h；更优选为真空下120～130℃反应60～72h。所述聚三亚甲基碳酸酯的制备方法，还包括如下步骤：将聚三亚甲基碳酸酯溶于有机溶剂，然后用沉淀剂沉淀，干燥。所述有机溶剂优选为二氯甲烷、四氢呋喃、丙酮、二甲基甲酰胺和甲苯中的至少一种；更优选为二氯甲烷。所述沉淀剂优选为石油醚、乙醚、甲醇、乙醇中的至少一种；更优选为石油醚。所述聚富马酸丙二醇酯的制备方法，包括如下步骤：将富马酸酯、丙二醇、催化剂、阻聚剂混合，进行第一步反应，得到富马酸二(羟丙基)酯，接着进行第二步反应，得到聚富马酸丙二醇酯。所述富马酸酯、丙二醇、催化剂和阻聚剂的摩尔比优选为1:(2.8～3.5):(0.008～0.02):(0.002～0.003)；更优选为1:(2.9～3.5):(0.009～0.02):(0.002～0.003)。所述富马酸酯优选为富马酸二乙酯、富马酸二甲酯中的至少一种。所述丙二醇优选为1,3-丙二醇、1,2-丙二醇中的至少一种。所述催化剂优选为无水氯化锌、无水氯化铝中的至少一种；更优选为无水氯化锌。所述阻聚剂优选为对苯二酚、苯醌中的至少一种；更优选为对苯二酚。所述第一步反应的条件优选为氮气保护下90～110℃搅拌反应0.5～1h，然后升温至130～150℃反应7～10h；更优选为氮气保护下90～100℃搅拌反应0.5～1h，然后升温至130～140℃反应7～8h。所述搅拌的转速优选为300～400rpm。所述氮气的流速优选为3～5气泡每秒。所述第二步反应的条件优选为真空下90～100℃反应0.5～1h，然后升温至130～150℃反应1～7h；更优选为真空下90～100℃反应0.5～1h，然后升温至130～140℃反应1～5h。本专利技术的第二个方面，提供一种新型可交联可降解多嵌段共聚物，其化学结构式如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中：3≤n≤22；4≤m+p≤110；n、m、p为正整数。本专利技术的第三方面，提供上述新型可交联可降解多嵌段共聚物在生物医学材料中的应用。所述生物医学材料包括组织工程材料、生物医用器件、医疗器械。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过生物相容性优异的可交联刚性链段聚富马酸丙二醇酯(PPF)、无定形柔性链段聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)，经一步缩聚反应即可得到新型可交联可降解多嵌段共本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型可交联可降解多嵌段共聚物，其特征在于，其化学结构式如式(Ⅰ)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种新型可交联可降解多嵌段共聚物，其特征在于，其化学结构式如式(Ⅰ)所示：



式(Ⅰ)中：3≤n≤22；4≤m+p≤110；n、m、p为正整数。


2.一种新型可交联可降解多嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯混合，反应，得到共聚物。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述聚三亚甲基碳酸酯的质量为所述聚富马酸丙二醇酯与聚三亚甲基碳酸酯的质量总和的25％～95％。


4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：所述反应的条件为150～170℃反应4～6h；所述反应优选通过加入催化剂促进反应；所述催化剂优选为三氧化二锑、醋酸锑、乙二醇锑中的至少一种。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：
所述聚三亚甲基碳酸酯的制备方法，包括如下步骤：将三亚甲基碳酸酯、引发剂、催化剂及无水甲苯混合，抽真空除去甲苯和水，反应，得到聚三亚甲基碳酸酯。


6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：
所述三亚甲基碳酸酯与引发剂的摩尔比为(3～70):1；
所述引发剂优选为二甘醇、苄醇、水、三羟甲基丙烷、季...

【专利技术属性】
技术研发人员：王山峰，成肖鹏，利文杰，全大萍，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44