一种具有活性氧响应性和抗粘连双功能的形状记忆聚氨酯材料制造技术

本发明专利技术公开了一种具有活性氧响应性和抗粘连双功能的形状记忆聚氨酯材料及其制备方法，它包括具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯和抗粘连的弹性体两层纤维膜结构。具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯以含有二硒结构的聚ε

【技术实现步骤摘要】
一种具有活性氧响应性和抗粘连双功能的形状记忆聚氨酯材料


[0001]本专利技术涉及一种具有活性氧响应性和抗粘连双功能的形状记忆聚氨酯材料及其制备方法，属于生物医用材料


技术介绍

[0002]心肌缺血、心肌梗死一直是世界上发病率和致死率都较高的一个主要疾病，近几十年来，人们一直致力于寻找新的替代疗法来治疗心肌梗死，并将重点放在心肌再生上。其中，迄今为止表现最好的是细胞和蛋白质，一些研究开发了各种细胞治疗载体，如注射水凝胶、心脏贴片、心外膜无支架细胞片和脱细胞心脏生物支架等。而其中基于心脏补片的系统是研究最广泛的心脏修复系统。聚氨酯材料独特的微相分离结构和氨酯键提供的氢键作用，赋予了它良好的弹性、力学性能以及生物相容性，使得聚氨酯材料在心肌缺血、心肌梗死的治疗中具有极大的前景。
[0003]但是心脏补片在实际应用过程中，需要涉及到开胸等工程量较大的外科手操作，因此具有形状记忆功能的聚氨酯材料作为新结构心脏补片有其独特优势。形状记忆材料由于其独特的外界刺激响应性功能转变近年来受到了极大的关注。该类型的材料可以在热、化学、光、电、磁等刺激下，做出形状、位置、应变等技术参数上的改变，因此具有优异的形状记忆效应、高回复形变效应、良好的适应性。聚氨酯材料结构中的软段和硬段分别为形状记忆提供了良好的形变和回弹性。这样的结合使得形状记忆聚氨酯材料成为微创植入实现的良好工具。
[0004]同时，在响应性功能上，二硒键具有氧化还原双响应性。众所周知，活性氧(ROS)的响应性在细胞的信号转导中起着至关重要作用，活性氧的过量产生会破坏氧化和还原物种之间的平衡。因此二硒键的氧化响应性可以在其中起到良好的调节作用。有报道显示，在大部分具有活性氧响应性的结构中，二硒键的响应性更加敏感。目前带有二硒键的材料大多是作为纳米粒子在药物传递中发挥作用，同时也说明了二硒键在生物材料中应用的安全性。目前为止，将二硒键结构引入高分子链段的主要手段是从硒粉出发，合成具有双硒结构的小分子二醇，再进一步聚合。但采用硒粉合成具有双硒结构的小分子二醇的难度和复杂性较大，成本也较高。
[0005]除此之外，虽然微创植入的手段所引起的创口已经很小，但是仍旧会有术后粘连的问题。因此，防止术后粘连也是一个不可忽视的问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有的医用心肌补片或者是支架的开胸植入问题，提供一种具有活性氧响应性和抗粘连双功能的形状记忆聚氨酯材料及其制备方法。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0008]一种具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料，包括含有二硒结构的聚酯二醇软
段和饱和脂肪族二异氰酸酯硬段。所述的聚氨酯材料具有接近人体生理温度的形状记忆转变温度，其熔点为36～40℃。
[0009]上述技术方案中，进一步地，所述的含有二硒结构的聚酯二醇为含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇(PCL
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Se
‑
Se
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PCL)。
[0010]更进一步地，所述的含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇，其合成路线如下：
[0011][0012]更进一步地，所述的含二硒结构的聚ε
‑
己内酯二醇的数均分子量为2000～3000。
[0013]进一步地，所述的饱和脂肪族二异氰酸酯可以为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)。
[0014]进一步地，所述的活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料是以含有二硒结构的聚ε
‑
己内酯二醇为大分子二元醇和饱和脂肪族二异氰酸酯为原料，采用一步法制备。
[0015]进一步地，所述的活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]1)将硒代胱胺盐酸盐加入到干燥容器中，然后加入二氯甲烷溶剂搅拌，再滴加浓度为5～6mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌直至硒代胱胺盐酸盐的二氯甲烷溶液变成透明的黄色溶液；搅拌至少2h，萃取，将下层黄色透明溶液收集起来，加入无水硫酸钠，搅拌过夜；将干燥后的溶液进行抽滤，滤液再旋蒸，直至里面的二氯甲烷被全部蒸出，得到干燥的硒代胱胺(CySe)；
[0017]2)将ε
‑
己内酯加入到干燥容器中，然后加入氢化钙，搅拌使氢化钙分散均匀，静置48h以上得到干燥的ε
‑
己内酯(ε
‑
CL)；
[0018]3)将步骤1)得到的硒代胱胺和步骤2)得到的ε
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己内酯按照不同的摩尔比(1:20～1:40)加入干燥的聚合管中，再加入单体ε
‑
己内酯摩尔数0.5％的辛酸亚锡作催化剂，在氮气保护下110～120℃反应至少24h；反应结束后，加入四氢呋喃溶解，完全溶解后滴加入四氢呋喃10倍体积的冰乙醚，得到淡黄色的沉淀物；离心、收集，将得到的产物放入真空烘箱干燥24h以上，得到干燥的淡黄色粉末为含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇；
[0019]4)将步骤3)得到的含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇加入到干燥容器中，减压除去残余的水分，然后加入无水二甲苯溶剂溶解，再加入饱和脂肪族二异氰酸酯及催化剂三亚乙基二胺，在氮气保护下80～100℃反应至少8h，得到聚氨酯溶液；其中饱和脂肪族二异氰酸酯中异氰酸根基团与含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇中羟基的摩尔比为1.3:1～1.5:1；
[0020]5)在步骤4)制得的聚氨酯溶液中加入四氢呋喃稀释，倒入冰无水乙醇中沉淀，离心、收集，将收集的聚氨酯固体再次溶于四氢呋喃溶剂中，并再次倒入冰无水乙醇中沉淀，反复数次，最后将所得的聚氨酯固体放入真空烘箱干燥24h以上，得到具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料。
[0021]更进一步地，步骤3)中，所述硒代胱胺和ε
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己内酯的最佳摩尔比为1:20，此投料比合成得到的含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇具有较好的熔点和结晶度，且其分子量适用于进一步的合成。
[0022]更进一步地，步骤4)中，所述饱和脂肪族二异氰酸酯中异氰酸根基团与含二硒结构的聚ε
‑
己内酯二醇中羟基的最佳摩尔比为1.3:1。此摩尔比得到的聚氨酯材料为线性聚氨酯材料，且具有合适的分子量。
[0023]一种可抗粘连的聚氨酯弹性体，是在聚氨酯弹性体材料层的外表面接枝亲水性聚乙二醇得到的。所述聚氨酯弹性体包括由聚富马酸丙二醇酯(PPF)和聚ε
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己内酯二醇(PCL)组成的软段和由饱和脂肪族二异氰酸酯及L
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赖氨酸二甲酯盐酸盐组成的硬段。
[0024]上述技术方案中，进一步地，所述的聚富马酸丙二醇酯(PPF)分子量为1000～2000，聚ε
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己内酯二醇(PCL)的分子量为530。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料，其特征在于，包括含有二硒结构的聚酯二醇软段和饱和脂肪族二异氰酸酯硬段。2.根据权利要求1所述的活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料，其特征在于，所述的含有二硒结构的聚酯二醇为含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇。3.根据权利要求2所述的活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料，其特征在于，所述的含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇的数均分子量为2000～3000。4.根据权利要求1所述的活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料，其特征在于，所述的饱和脂肪族二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、4,4'
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二环己基甲烷二异氰酸酯。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的具有活性氧响应性的形状记忆聚氨酯材料的制备方法，其特征在于，该材料是以含二硒结构的聚ε
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己内酯二醇和饱和脂肪族二异氰酸酯为原料制备得到，具体包括以下步骤：1)将硒代胱胺盐酸盐加入到干燥容器中，然后加入二氯甲烷溶剂搅拌，再滴加浓度为5～6mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌直至硒代胱胺盐酸盐的二氯甲烷溶液变成透明的黄色溶液；搅拌至少2h，萃取，将下层黄色透明溶液收集起来，加入干燥剂干燥，搅拌过夜；将干燥后的溶液进行抽滤，滤液再旋蒸，直至里面的二氯甲烷被全部蒸出，得到干燥的硒代胱胺；2)将ε
‑
己内酯加入到干燥容器中，然后加入氢化钙，搅拌使氢化钙分散均匀，静置48h以上得到干燥的ε
‑
己内酯；3)将步骤1)得到的硒代胱胺和步骤2)得到的ε
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己内酯按照1:20
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40的摩尔比加入干燥的聚合管中，再加入ε
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己内酯摩尔量0.5％的辛酸亚锡作催化剂，在氮气保护下110～120℃反应至少24h；反应结束后，加入四氢呋喃溶解，完全溶解后滴加入四氢呋喃10倍体积的冰乙醚，得到淡黄色的沉淀物；离心、收集，将得到的产物放...

【专利技术属性】
技术研发人员：高长有，李世分，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：