导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料及其制备方法及应用技术

本发明专利技术提供了一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料及其制备方法及应用，将生物相容性形状记忆聚合物颗粒引入苯胺溶剂中，使其发生溶解变为凝胶；再引入苯胺氧化剂溶液，发生氧化还原反应，在凝胶体三维网络空隙中生成与其实现分子级别混合的聚苯胺大分子链；经清洗干燥处理后进行成型处理，获得导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料型材。所得到的聚合物分子复合材料，具有良好的生物相容性，利用电刺激促进细胞分化、增殖与粘附，具有较好的分化能力，能够刺激细胞生长，加速患处愈合；可用于神经修复、骨修复或生物支架，利用其导电功能，促进细胞的增殖、分化和粘附。分化和粘附。

【技术实现步骤摘要】
导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料及其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物 分子复合材料及其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]电刺激作为一种新型的再生医学工具，可以有效地促进细胞的生长、粘附和增殖，正在 医疗领域的导广泛的应用。形状记忆聚合物由于具有密度低，质量轻，成本低、易加工且生 物相容性良好等优点，成为医用材料领域研究的热点之一。导电形状记忆聚合物在生物医学 领域具有广阔的应用前景；一方面，得利于形状记忆聚合物的高弹性和柔韧性，以及力学性 能可调控的特点，形状记忆聚合物可应用于人体组织的各个部位；另一方面，电刺激可显著 影响细胞在导电SMP表面的粘附、增殖、迁移和分化，加快损伤部位的修复，特别是在神经 修复和骨愈合方面具有极为光明的应用前景。
[0003]开发具有导电功能的生物相容性SMP材料，从而获得兼具形状记忆效应、生物相容性和 导电性的多功能形状记忆聚合物，可进一步拓展SMP材料中在生物医学领域的应用。
[0004]目前，导电高分子复合材料的制备方法主要以高分子材料为基体，加入各种导电填料制 备而成具有导电功能的高分子复合材料体系。使其同时具有高分子材料的加工性和导电填料 的导电性。但此种方法的电性能和力学性能不够理想，同时不能保证导电填料在高分子基体 中均匀分散。鉴于上述问题，中国专利CN 110483819 A、CN 110392489 A使用溶胀
‑
聚合的 方法在材料表面制备嵌入基体一定深度的导电层，实现高分子材料的导电功能。虽然此种方 法具有良好的导电性以及附着性。但很难保导电层的均匀性。
[0005]针对现有技术存在的问题，本专利提供一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子 复合材料及其制备方法及应用。相对于现有专利，本专利技术的技术特点是：利用热塑型形状记 忆聚合物的溶解特性，将热塑型形状记忆聚合物引入有机溶剂中，使其发生溶解变为凝胶； 然后向颗粒溶解后的凝胶体中引入氧化剂溶液，氧化剂与生物相容性形状记忆聚合物凝胶体 中的苯胺发生氧化还原反应，在凝胶体三维网络空隙中生成与其实现分子级别混合的聚苯胺 大分子链；最后将分布有聚苯胺大分子链的生物相容性形状记忆聚合物凝胶体清洗干燥处理 后进行成型处理，获得导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料型材。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备 方法及应用，使得获得的分子复合材料具有良好的导电性，优异的力学性能，形状记忆性能 以及易加工性能。
[0007]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0008]一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料及其制备方法，其特
征在于， 包括以下步骤：
[0009](1)将生物相容性形状记忆聚合物颗粒引入苯胺溶剂中，使其发生溶解变为凝胶；
[0010](2)向颗粒溶解后的凝胶体中引入苯胺氧化剂溶液，氧化剂与生物相容性形状记忆聚合 物凝胶体中的苯胺发生氧化还原反应，在凝胶体三维网络空隙中生成与其实现分子级别混合 的聚苯胺大分子链；
[0011](3)将分布有聚苯胺大分子链的生物相容性形状记忆聚合物凝胶体清洗干燥处理后进行 成型处理，获得导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料型材。
[0012]进一步的，所述生物相容性形状记忆聚合物为热塑性的。
[0013]进一步的，所述生物相容性形状记忆聚合物为PCL、PLA、EVA、聚芳醚酮、PVC、聚 氨酯、硅橡胶中的一种或几种。
[0014]进一步的，所述聚芳醚酮是聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚 醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)中的一种或几种。
[0015]进一步的，所述生物相容性形状记忆聚合物颗粒的粒径为毫米级、微米级或纳米级中的 一种或多种。
[0016]进一步的，所述苯胺溶剂也可以为下列溶剂中的一种或多种和苯胺的混合溶液:甲苯、二 甲苯、丙酮、乙醇、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、N,N二甲基甲酰胺、N
‑
甲基吡咯烷酮、二 氯乙烷、乙酸乙酯、丙三醇、三乙醇胺、乙二胺、二氯苯、乙烯乙二醇醚、浓硫酸、浓硝酸、 液氨、二氯甲烷和四氯化碳溶液中的一种或多种。
[0017]进一步的，材料成型方法包括挤出成型、注塑成型、模压烧结成型、热压压制成型、3D 打印成型或真空等离子烧结中的一种或多种。
[0018]所述制备方法制备的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料，其特征在于， 电导率范围为10
‑4S/cm～103S/cm；发生预变形时形状固定率范围是50～99％；材料在受热后发 生形状恢复，其形状恢复率范围为10～95％；形状恢复温度范围为120℃～220℃；生物相容性 等级为0级或1级。
[0019]所述的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的用途，其特征在于，用于 生物修复，具体为神经修复、骨修复材料或生物支架中的一种或多种；在生物修复的过程中， 利用其导电功能，促进细胞的增殖、分化和粘附。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料及 其制备方法，具有如下的优点：
[0021](1)在其凝胶态引入氧化剂溶液，从而使导电聚合物更均匀的分散在高分子聚合物基体 中。
[0022](2)导电成分存在于溶胀所形成的聚合物分子网络空隙内，获得的导电聚合物线性大分 子链在形状记忆聚合物三维网络空隙以分子水平相互贯穿的分子复合材料。因此，受周围环 境影响小，导电性更稳定。
[0023](3)将凝胶体清洗干燥后进行成型处理，能够实现形状的定制化。
[0024]所述多功能导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料，具有良好的生物相容 性，利用电刺激促进细胞分化、增殖与粘附，具有较好的分化能力，能够刺激细胞生长，加 速患处愈合。
[0025]本专利技术提供的多功能聚合物分子复合材料具有良好的生物相容性、生物活性、导
电性以 及形状记忆特性，并将其用于神经修复、骨修复或生物支架，利用其导电功能，促进细胞的 增殖、分化和粘附。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0027]实施例一
[0028]将聚己内酯(PCL)颗粒引入N,N二甲基甲酰胺和苯胺溶剂，溶胀12h后，使其发生溶 解形成凝胶体；然后向凝胶体中引入苯胺氧化剂溶液，30min聚合完成；将分布有聚苯胺大 分子链的生物相容性形状记忆聚合物凝胶体清洗干燥处理后，利用注塑成型方法加工成型， 测得成型材料的电导率为10
‑2S/cm。
[0029]实施例二
[0030]将聚乳酸(PLA)颗粒引入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物相容性形状记忆聚合物颗粒引入苯胺溶剂中，使其发生溶解变为凝胶；(2)向颗粒溶解后的凝胶体中引入苯胺氧化剂溶液，氧化剂与生物相容性形状记忆聚合物凝胶体中的苯胺发生氧化还原反应，在凝胶体三维网络空隙中生成与其实现分子级别混合的聚苯胺大分子链；(3)将分布有聚苯胺大分子链的生物相容性形状记忆聚合物凝胶体清洗干燥处理后进行成型处理，获得导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料型材。2.根据权利要求1所述的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述生物相容性形状记忆聚合物为热塑性的。3.根据权利要求1所述的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述生物相容性形状记忆聚合物为PCL、PLA、EVA、聚芳醚酮、PVC、聚氨酯、硅橡胶中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述聚芳醚酮是聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的导电/形状记忆/生物相容的多功能聚合物分子复合材料的制备方法，其特征在于，所述生物相容性形状记忆聚合物颗粒的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴雪莲，杨建，屈阳，郭玉琴，袁晓明，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：