一种可生物降解弹性体材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解弹性体材料，由二元酸I、二元酸S与多元醇G通过熔融缩聚一步反应得到弹性体预聚物，倒入模具中，经紫外光固化后获得；二元酸I为衣康酸，所述二元酸S为不同于二元酸I的二元酸；并且公开了其制备方法。本发明专利技术制备方法简单，无溶剂残留；制备的弹性体材料力学强度和降解速率可控，生物相容度好，炎症反应弱，可满足不同生物医学应用需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解弹性体材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料合成
，更具体的说是涉及一种可生物降解弹性体材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]可生物降解的弹性体是一类新兴的生物材料，有望应用于组织工程支架以及外科材料。其中，聚酯基可生物降解的弹性体由于其原料来源广泛、可规模化制备以及可加工性能优异，被广泛应用于外科手术缝合线、药物缓释、人造血管以及周围神经再生支架等领域。
[0003]聚酯基可生物降解弹性体通常通过多官能团单体缩聚得到，如聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸
‑
聚羟基乙酸共聚物等；但由于上述材料结晶度高，导致其脆性大，降解缓慢，限制了其在软组织工程方面的应用。基于多元醇的聚酯弹性体材料，例如聚(甘油
‑
癸二酸酯)(PGS)、聚(辛二醇
‑
柠檬酸酯)(POC)，能够为软组织工程的应用提供所需的柔性和机械刚度，但通常受限于需要通过延长加热或复杂的聚合后修饰产生支链弹性体结构的热塑性；并且传统的固化过程难以控制，高温容易引起材料的老化，所得弹性体性质不稳定。因此，亟待开发一种在聚酯结构中引入第二交联机制，从而克服固化时对热处理的需求，并且可以调控材料的力学性能和降解周期的合成策略。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种可生物降解弹性体材料及其制备方法，其方法简单，无溶剂残留；制备的弹性体材料力学强度和降解速率可控，生物相容度好，炎症反应弱。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种可生物降解弹性体材料，由二元酸I、二元酸S与多元醇G通过熔融缩聚一步反应得到弹性体预聚物，倒入模具中，经紫外光固化后获得；二元酸I为衣康酸，二元酸S为不同于二元酸I的二元酸。
[0007]衣康酸是一种不饱和的二元有机酸，是葡萄糖体内代谢的一种产物，具有显著抗炎抗菌活性，广泛参与抗炎信号通路，将其引入弹性体材料的合成，可缓解植入局部的炎症、有效促进相关组织的修复。并且，衣康酸具有共轭不饱和的双键结构，将其引入到聚酯结构中，可以简化固化条件，有效调控弹性体力学性能与降解周期。
[0008]优选地，二元酸S包括己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基二酸、十六烷基二酸或十八烷基二酸；
[0009]多元醇G包括乙二醇、木糖醇、季戊四醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇或十二烷基二醇。
[0010]使用来源于代谢系统且生物相容性良好的二元酸和多元醇作为可生物降解弹性体材料合成单体，可保证制备的弹性体材料具有较好的生物相容性。
[0011]优选地，二元酸S与衣康酸的投料摩尔比为1:9
‑
9:1；
[0012]二元酸S与多元醇G的投料摩尔比为1:5
‑
5:1。
[0013]一种可生物降解弹性体材料的制备方法，包括如下步骤：
[0014](1)二元酸I、二元酸S与多元醇G通过熔融缩聚反应得到弹性体预聚物；
[0015](2)将弹性体预聚物与光引发剂混合，倒入模具中，在紫外光光照下进行交联，获得可生物降解弹性体材料PGIS。
[0016]优选地，步骤(1)中熔融缩聚反应步骤为：
[0017]100
‑
180℃、惰性气体保护下将二元酸I、二元酸S与多元醇G混合搅拌至完全熔融；随后降低体系压强至5
‑
100Pa，于100
‑
150℃反应1
‑
24h；
[0018]优选地，步骤(2)中光引发剂包括I2959、I1173、安息香双甲醚、(2,4,6
‑
三甲基苯甲酰基)二苯基氧化膦；光引发剂用量为衣康酸摩尔量的0.05～1％；
[0019]紫外光光照时间为1
‑
240min。
[0020]进一步地，紫外光光照时间为5
‑
240min。
[0021]进一步地，光照功率为20
‑
100mW/cm2。
[0022]进一步地，模具可选用聚四氟乙烯、玻璃、ABS等材料的模具。
[0023]进一步地，通过调整衣康酸含量和光交联程度调控弹性体力学性能。
[0024]进一步地，上述可生物降解弹性体材料PGIS中衣康酸双键的交联比例为5
‑
50％(衣康酸用量)。
[0025]进一步地，上述可生物降解弹性体材料PGIS最大拉伸应力范围为0.2
‑
50MPa，断裂拉伸长度为20
‑
550％。
[0026]进一步地，上述可生物降解弹性体材料PGIS降解周期为1
‑
12个月。
[0027]由上述技术方案可知，本专利技术使用生物相容性良好的单体材料衣康酸、二元酸S与多元醇G制备可生物降解弹性体材料PGIS，可提高弹性体材料的生物相容性；引入衣康酸制备弹性体预聚物，可直接进行紫外光固化，无需增加第二步反应引入双键，并且有利于降低弹性体体内植入引起的炎症反应；通过调节合成单体组成和衣康酸交联程度可实现力学弹性与降解周期的控制；通过光固化加工成型，可满足不同生物医学应用的需求。
附图说明
[0028]图1所示为实施例1所得的弹性体预聚物的核磁共振谱图；
[0029]图2所示为实施例1所得的弹性体的应力应变曲线。
[0030]图3所示为正常皮肤(A)以及实施例1所得弹性体皮下埋植1个月后(B)的组织切片病理图。
具体实施方式
[0031]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033]分别称取18.2g(0.09mol)的癸二酸，1.3g(0.01mol)的衣康酸与15.2g(0.1mol)的
木糖醇，投入三颈圆底烧瓶中，在130℃和氮气保护下油浴磁力搅拌30min，使反应单体完全熔融。随后通过真空泵降低体系压强至50Pa并在130℃下，缩聚反应6h，得到弹性体预聚物(图1)。最后，将弹性体预聚物与0.2mmol的光引发剂I2959(衣康酸摩尔量的2％)混合后，倒入聚四氟乙烯模具中，在365nm紫外光光照下交联60min，最终得到PGIS弹性体。其核磁及力学性质分别如图1和图2所示。
[0034]实施例2
‑
12反应条件如实施例1，原料、配比以及固化方式如下表1所示，其中，光引发剂用量均为衣康酸摩尔量的2％。
[0035]表1实施例2
‑
12的原料、配比及固化方式
[0036][0037][0038]将实施例1
‑
12所得的弹性体制成长
×
宽
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解弹性体材料，其特征在于，由二元酸I、二元酸S与多元醇G通过熔融缩聚一步反应得到弹性体预聚物，倒入模具中，经紫外光固化后获得；所述二元酸I为衣康酸，所述二元酸S为不同于二元酸I的二元酸。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解弹性体材料，其特征在于，所述二元酸S包括己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷基二酸、十六烷基二酸或十八烷基二酸；所述多元醇G包括乙二醇、木糖醇、季戊四醇、丙三醇、丁二醇、戊二醇、己二醇、庚二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇或十二烷基二醇。3.根据权利要求1或2所述的一种可生物降解弹性体材料，其特征在于，二元酸S与衣康酸的投料摩尔比为1:9
‑
9:1；二元酸S与多元醇G的投料摩尔比为1:5
‑
5:1。4.权利要求1
‑
3任意一项所述的一种可生物降解弹性体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)二元酸I、二元酸S与多元醇G通过熔融缩聚反应得到弹性体预聚物；(2)将所述弹性体预聚物与光引发剂混合，倒入模具中，在紫外光光照下进行交联，获得可生物降解弹性体材料PGI...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯祖建，王伟伟，黄平升，张闯年，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：