一种有机金属催化剂、可降解生物材料的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种有机金属催化剂、可降解生物材料的制备方法及应用。所述制备方法包括：S1、以聚醚多元醇、有机金属催化剂和二异氰酸酯为原料，合成产物a；S2、以聚酯多元醇和产物a为原料，合成产物b；S3、将产物b清洗、过滤，即得到所述可降解生物材料；所述应用为可降解生物材料在制备可植入和非植入医疗器械中的应用；所述有机金属催化剂为有机铋、有机锌和有机锆的至少一种。本发明专利技术通过改进制备方法，使用特定种类、比例的有机金属催化剂，使制得的可降解生物材料中未引入重金属锡，机械力学性能不低于采用锡类有机金属催化剂制得的材料，生物安全性高，更适用于医疗领域。更适用于医疗领域。

【技术实现步骤摘要】
一种有机金属催化剂、可降解生物材料的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及一种有机金属催化剂、使用该催化剂制得的可降解生物材料的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]可降解的生物材料在主链上一般含有可以水解的基团，如酯、酸酐、碳酸酐、酰胺或氨酯键等，在活体环境中，这些基团可以通过简单的化学反应或者酶催化作用而降解，降解产物为水、二氧化碳等小分子物质，从而能够被生物体代谢、吸收或排出，对人体无毒害。而且这类材料具有良好的生物相容性和亲和性，物理化学性质可调节等优点，可用于受损生物体组织和器官的修复、重建以及药物载体材料。
[0003]可降解的生物材料如聚羟基烷酸酯(PHA)，其具有良好的生物相容性，已被应用于药物载体、手术缝合线、植入材料、骨夹等生物医学装置；可降解的生物材料如聚已内酯(PCL)，其具有良好的生物相容性、成膜性好、化学稳定性高、降解产物无毒无害等优点，成为目前应用最广泛的合成类可降解的生物材料，但这些可降解生物材料在合成时，往往引入有毒的重金属锡类催化剂，一部分材料达不到国家监管要求，另一部分虽然符合当前国家监管要求(锡残留量不大于200μg/g)，但因其仍含有一定量的中毒性重金属残留，同样会给人体带来一定生物安全性隐患，不适宜在医学领域进行应用。
[0004]有机金属催化剂是制备可降解生物材料的助剂之一，其中有机锡催化剂是可降解材料合成过程中使用最广泛的传统催化剂，已有文献【有机锡化合物对生物的毒性效应的研究进展，四川环境，2017年2期36卷，朱凌娇等】证实，有机锡化合物属神经毒素性物质，其中毒会影响神经系统能量代谢和氧自由基的清除，引起严重疾病，如全身神经损害导致一系列头痛、头晕、健忘等症状。
[0005]近年来，陆续出现了有机铋、锌、锆、镍、钕、铈等催化剂应用于可降解生物材料的合成中。其中有机铋具有低成本、易处理、低毒性和低放射性等绿色安全特性；有机锌催化剂是一种中等活性的聚氨酯材料催化剂，可作为主催化剂或助催化剂用于MDI体系及其他异氰酸酯体系，多与有机铋催化剂配套使用；有机锆催化剂是一种无毒安全环保型催化剂【环保型有机锆类催化剂在双组分水性聚氨酯涂料中的应用研究，涂料技术与文摘，2013年2期31
‑
34页，许飞等】。有机铋、锌、锆类等催化剂的应用，可使得合成的可降解生物材料中锡残留量大大降低，但其存在另一缺陷，即所合成的材料机械性能等远不如通过有机锡催化剂获得的聚氨酯。而有机镍、有机钕、有机铈催化剂又会对人体会产生毒性损伤。
[0006]因此，需要寻求一种不含重金属锡的有机金属催化剂并改进可降解生物材料的制备方法，既能够使可降解生物材料中锡类重金属残留量低，同时又能保证此材料的机械力学等性能不低于现有的、使用有机锡类催化剂催化制得的可降解生物材料。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种有机金属催化剂、使用该催化剂制得的可降
解生物材料的制备方法及应用，使制得的可降解生物材料能够同时满足：1.重金属锡含量低；2.机械力学等性能不低于采用有机锡类催化剂所制得的材料；3.熔点为50
‑
56℃。满足上述条件的可降解生物材料具有生物安全性高、机械力学性能强、在人体内不熔化、可选择多种灭菌方式等优点，更适用于制备可植入和非植入医疗器械。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0009]本专利技术公开了一种可降解生物材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1、以除水后的聚醚多元醇和二异氰酸酯为原料，有机金属催化剂催化反应，在45
‑
60℃下，反应6
‑
30h，反应结束后，减压蒸馏，得到产物a；
[0011]S2、以除水后的聚酯多元醇和步骤S1得到的产物a为原料，在65
‑
80℃下，反应23
‑
50h，反应结束后停止加热，冷却至45
‑
55℃，减压蒸馏，得到产物b；
[0012]S3、将步骤S2得到的产物b冷却至20
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35℃，清洗过滤，即得到所述可降解生物材料，再经40℃真空干燥24
‑
49h后，得到较为干燥的可降解生物材料固体。
[0013]优选地，步骤S1所述有机金属催化剂为有机铋、有机锌和有机锆中的至少一种；
[0014]所述有机铋为新葵酸铋、异辛酸铋、月硅酸铋和环烷酸铋中的至少一种；所述有机锌为异辛酸锌、新葵酸锌和乙酰丙酮锌中的至少一种；所述有机锆为异辛酸锆和乙酰丙酮锆中的至少一种。
[0015]优选地，步骤S1所述有机金属催化剂为有机铋、有机锌和有机锆中的至少两种；
[0016]所述有机铋为新葵酸铋、异辛酸铋、月硅酸铋和环烷酸铋中的至少一种；所述有机锌为异辛酸锌、新葵酸锌和乙酰丙酮锌中的至少一种；所述有机锆为异辛酸锆和乙酰丙酮锆中的至少一种。
[0017]优选地，上述有机铋和有机锌的质量比为14:3
‑
2:1，进一步优选地，质量比为3:1
‑
14:6；
[0018]其中，新葵酸铋和月桂酸铋的质量比为16:5
‑
19:23，优选地，质量比为3:2
‑
10:11；
[0019]新葵酸铋和环烷酸铋的质量比为11:3
‑
1:1，优选地，质量比为5:2
‑
3:2；
[0020]月桂酸铋和环烷酸铋的质量比为29:13
‑
2:3，优选地，质量比为9:5
‑
19:23；
[0021]新葵酸铋、月桂酸铋和环烷酸铋的质量比为24:13:5
‑
7:6:8，优选地，质量比为3:2:1
‑
17:11:14。
[0022]优选地，上述有机铋和有机锆的质量比为9:2
‑
3:5，进一步优选地，质量比为9:5
‑
3:4；
[0023]其中，新葵酸铋和月桂酸铋的质量比为19:8
‑
10:17，优选地，质量比为5:4
‑
1:1；
[0024]新葵酸铋和环烷酸铋的质量比为3:1
‑
4:5，优选地，质量比为11:7
‑
7:5；
[0025]月桂酸铋和环烷酸铋的质量比为3:2
‑
4:7，优选地，质量比为6:5
‑
5:7；
[0026]新葵酸铋、月桂酸铋和环烷酸铋的质量比为10:5:3
‑
11:7:9，优选地，质量比为14:8:5
‑
8:5:5。
[0027]优选地，上述有机锌和有机锆的质量比为15:7
‑
2:3，进一步优选地，质量比为2:1
‑
3:4。
[0028]优选地，上述有机铋、有机锌和有机锆的质量比为7:2:1
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解生物材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、以除水后的聚醚多元醇和二异氰酸酯为原料，有机金属催化剂催化反应，在45
‑
60℃下，反应6
‑
30h，反应结束后，减压蒸馏，得到产物a；S2、以除水后的聚酯多元醇和步骤S1得到的产物a为原料，在65
‑
80℃下，反应23
‑
50h，反应结束后停止加热，冷却至45
‑
55℃，减压蒸馏，得到产物b；S3、将步骤S2得到的产物b冷却至20
‑
35℃，清洗过滤，即得到所述可降解生物材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述有机金属催化剂为有机铋、有机锌、有机锆中的至少一种；所述有机铋为新葵酸铋、异辛酸铋、月硅酸铋、环烷酸铋中的至少一种；所述有机锌为异辛酸锌、新葵酸锌、乙酰丙酮锌中的至少一种；所述有机锆为异辛酸锆、乙酰丙酮锆中的至少一种。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于，所述有机铋和有机锌的质量比为14:3
‑
2:1。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机铋和有机锆的质量比为9:2
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3:5。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机锌和有机锆的质量比为15:7
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2:3。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述有机铋、有机锌和有机锆的质量比为7:2:1
‑
4:5:8。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的制备方法，其特征在于，以质量百分数计，步骤S1所述有机金属催化剂为二异氰酸酯和聚醚多元醇总质量的0.1％
‑
5％。8.一种可降解生物材料，其特征在于，利用权利要求1
‑
7任一项所述的制备方法制得。9.根据权利要求8所述的可降解生物材料，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：周珍石，王世杰，
申请(专利权)人：苏州瑞济诺医疗科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：