具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜用于制备人工骨膜的用途制造技术

本发明专利技术属于聚合物材料技术领域，具体涉及具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜用于制备人工骨膜的用途。本发明专利技术提供的形状记忆聚氨酯是由二异氰酸酯、软段聚合物和聚合而成的；所述软段聚合物是聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚多元醇或它们当中至少两种的共聚物。将这种形状记忆聚氨酯材料与水滴模板法结合，能够形成包含晶体结构的多孔聚合物薄膜。这种多孔薄膜材料具有优异的力学性能，能够满足人工骨膜等应用场景的性能需求，具有很好的应用前景。好的应用前景。好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜用于制备人工骨膜的用途


[0001]本专利技术属于聚合物材料
，具体涉及具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜用于制备人工骨膜的用途。

技术介绍

[0002]形状记忆聚合物(Shape Memory Polymer，简称SMP)，又称为形状记忆高分子，是指具有初始形状的制品在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件(如热、电、光、化学感应等)的刺激又可恢复其初始形状的高分子材料。形状记忆聚合物由于其形状回复的特性，在生物医学、航空航天、光学和纺织物等领域有着广泛的应用。
[0003]形状记忆聚合物根据其回复原理包括热致型、电致型、光致型、化学感应型等。其中热致型形状记忆聚合物可通过控制其玻璃化温度，将其回复温度调整到与体温一致，从而实现在医学中的应用。例如：可以将热致型形状记忆聚合物材料制成的膜或特定形状的器件小型化和变形后，通过微导管植入体内，到达正确位置后，恢复其原始设定形状。
[0004]热致型形状记忆聚合物包括聚氨酯、乙烯/醋酸乙烯共聚物和交联聚乙烯等多种类别。而将这些材料用于制备植入人体的膜或器件时，需要根据其植入的部位和目的需要满足透过性、生物相容性和力学性能等一系列的性能要求。而这些现有的热致型形状记忆聚合物材料制成普通的致密的膜并不能够满足这些透过性能和生物相容性的要求。为了改善该问题，具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜由于其独特的性能特点(如：对分子/离子的透过性能、生物相容性和延展性能等等)，而具有作为植入人体的膜的潜力。
[0005]然而，现有的热致型形状记忆聚合物材料在引入大量孔隙制成多孔膜的过程中，会导致力学性能不足的问题。例如，“CN201110224930.1一种聚氨酯多孔膜的成形方法”提供了一种利用水滴模板法制备聚氨酯多孔膜的方法。然而，由于力学性能的限制，这些聚氨酯类材料制成的多孔聚合物薄膜仍然难以应用于仿生、组织工程等对材料力学性能有较高要求的领域。这对多孔聚合物薄膜的开发和应用造成了较大的限制，而设计制备兼具良好力学性能和规则多孔结构的聚合物薄膜则有助于拓展这类材料的应用。聚合物分子的有序排列、晶体或微相分离都有助于增强材料力学性能，然而，根据现有理论并不能推导出理想的形状记忆聚合物材料的种类和结构，是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种形状记忆聚氨酯材料及其制成的自增强规则孔隙聚合物薄膜，目的在于提供一种兼具力学性能的具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜并将其用于制备人工骨膜。
[0007]一种人工骨膜，它是以多孔聚合物薄膜为原料制成的，
[0008]所述多孔聚合物薄膜是以形状记忆聚氨酯为原料，采用水滴模板法制备而成的；
[0009]所述形状记忆聚氨酯是玻璃化转变温度37～45℃的无定型聚合物或熔点为37～
45℃的半结晶型聚合物，它由二异氰酸酯、软段聚合物和按照摩尔比1.2
‑
8：1：0.2
‑
7聚合而成的线性聚合物，其分子量为30000
‑
150000；
[0010]所述软段聚合物是聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚多元醇或它们当中至少两种的共聚物。
[0011]优选的，所述软段聚合物表示为HO
‑
R
‑
OH，所述形状记忆聚氨酯的结构式如式Ⅰ所示：
[0012][0013]其中，x选自1
‑
10，y选自1
‑
10；
[0014]为所述软段聚合物的重复单元；
[0015]为二异氰酸酯的重复单元，或二异氰酸酯与的共聚物的重复单元。
[0016]优选的，所述软段聚合物的分子量为1000
‑
10000。
[0017]优选的，所述软段聚合物为乳酸和多元醇的聚合物。
[0018]优选的，所述软段聚合物中乳酸的重复单元和多元醇的重复单元的摩尔比为10
‑
102：1
‑
20。
[0019]优选的，所述软段聚合物的结构式如式Ⅱ所示：
[0020][0021]其中，m、n分别独立选自4
‑
50，r选自1
‑
20。
[0022]优选的，所述二异氰酸酯选自脂肪族二异氰酸酯或芳香族二异氰酸酯，所述脂肪族二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯，所述芳香族二异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯或二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
[0023]优选的，所述为：
[0024][0025]优选的，所述水滴模板法的参数选择为：环境温度4
‑
50℃，湿度25
‑
80％，使溶剂的挥发速率为5
‑
50μL/min。
[0026]本专利技术还提供上述多孔聚合物薄膜用于制备人工骨膜的用途。
[0027]本专利技术还提供上述多孔聚合物薄膜的制备方法，包括如下步骤：
[0028]步骤1，将上述形状记忆聚氨酯溶解在挥发性溶剂中，得到聚氨酯溶液；
[0029]步骤2，将所述聚氨酯溶液涂覆在基底表面，于潮湿空气中挥干，即得。
[0030]优选的，步骤1中，所述挥发性溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷、四氢呋喃或二硫化碳中的至少一种；
[0031]和/或，所述聚氨酯溶液的浓度为5
‑
200mg/mL；
[0032]和/或，步骤2中，涂覆有聚氨酯溶液的基底在环境温度4
‑
50℃，湿度25
‑
80％的条件下干燥，溶剂的挥发速率为5
‑
50μL/min。
[0033]本专利技术设计了一种新的形状记忆聚氨酯材料，这种形状记忆聚氨酯材料进行利用水滴模板法制成具有规则孔隙的多孔聚合物薄膜后，薄膜材料的微观结构体现出一定的晶体特征。这表明该多孔聚合物薄膜中分子链的排列更加有序，硬段组装更好，这使得制成的多孔聚合物薄膜具有良好的力学性能。相比于同类多孔聚合物薄膜，本专利技术提供的高力学性能多孔聚合物薄膜在人工骨膜等对薄膜力学性能有较高要求的领域具有很好的应用前景。
[0034]显然，根据本专利技术的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本专利技术上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
[0035]以下通过实施例形式的具体实施方式，对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
附图说明
[0036]图1为实施例1中两种偶联剂的1H NMR谱图；
[0037]图2为实施例1中两种偶联剂的FT
‑
IR谱图；
[0038]图3为实施例1中PDLLA
‑
PEG400
‑
PDLLA大分子二醇和ISO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种人工骨膜，其特征在于：它是以多孔聚合物薄膜为原料制成的，所述多孔聚合物薄膜是以形状记忆聚氨酯为原料，采用水滴模板法制备而成的；所述形状记忆聚氨酯是玻璃化转变温度37～45℃的无定型聚合物或熔点为37～45℃的半结晶型聚合物，它由二异氰酸酯、软段聚合物和按照摩尔比1.2
‑
8：1：0.2
‑
7聚合而成的线性聚合物，其分子量为30000
‑
150000；所述软段聚合物是聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯、聚多元醇或它们当中至少两种的共聚物。2.按照权利要求1所述的人工骨膜，其特征在于：所述软段聚合物表示为HO
‑
R
‑
OH，所述形状记忆聚氨酯的结构式如式Ⅰ所示：其中，x选自1
‑
10，y选自1
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10；为所述软段聚合物的重复单元；为二异氰酸酯的重复单元，或二异氰酸酯与的共聚物的重复单元。3.按照权利要求1或2所述的人工骨膜，其特征在于：所述软段聚合物的分子量为1000
‑
10000。4.按照权利要求1或2所述的人工骨膜，其特征在于：所述软段聚合物为乳酸和多元醇的聚合物。5.按照权利要求4所述的人工骨膜，其特征在于：所述软段聚合物中乳酸的重复单元和多元醇的重复单元的摩尔比为10
‑
102：1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗彦凤，杨伟，王远亮，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：