共聚体材料及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种共聚体材料及其应用，属于生物医用材料领域。共聚体材料，其由碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须复合而成；其中，所述碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须的重量比为0.03～0.2:0.95～0.70:0.02～0.15。本发明专利技术得到的碱式硫酸镁晶须聚氨基酸硫酸钙晶须共聚体材料，其制得的组织固定材料刚度高、强度高、韧性好，其拉伸强度达65MPa，弯曲模量达1.2GPa；可降解，4周能够大部分降解，降解环境为中性；本发明专利技术的材料能满足临床手术中组织的短期固定和阻隔。织的短期固定和阻隔。

【技术实现步骤摘要】
共聚体材料及其应用


[0001]本专利技术涉及一种共聚体材料及其应用，属于生物医用材料领域。

技术介绍

[0002]随着新材料在临床手术中的应用，越来越多的创伤性手术采用了微创方式或尽量减少二次手术给患者带来的伤痛和危险。比如在腹腔镜、以及各种胆管、血管等手术中，传统的缝线缝合方式逐步被可吸收的结扎夹固定替代。这种替代手术的优势在于用时短、固定快，随着组织恢复其结扎夹降解消失、恢复组织功能，避免了缝线缝合时间长、密封效果不佳等问题。
[0003]但临床对这种固定材料的要求很高，主要有(1)能够降解，最好是完全降解，而且降解产物能够通过组织正常代谢排出或者吸收，不对组织产生毒性；(2)材料的刚度和硬度要高，即能够有足够的咬合力和刚性，对胆管、血管等形成稳定的结扎固定，短时间内保持良好的咬合力和固定效果，至少在手术后72小时功能不失效；(3)抗扭转强度和抗弯强度高，能够经受手术前后组织运动导致的形变以及失效问题。
[0004]目前能完全够满足上述要求的材料非常有限。如聚乳酸(PLA)虽然具有较高的强度、也能够完全降解，但是降解过程出现的乳酸厌氧感染或疼痛副作用较大；而聚己内酯(PCL)的柔性过大、降解过慢,从力学和降解都难以满足要求；目前使用效果较好的是聚1,4
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二氧环己酮(PPDO)其强度和降解能够较好的满足临床要求。但是这种聚合物对水十分敏感、合成与加工条件十分严格，产品保存难度很较大，使用成本很高，同时其降解速度很快、在有些需要稍长时间恢复的组织临床手术中难以满足要求。
[0005]聚氨基酸由于其优良的组织相容性是该类临床应用的较好的选择。天然聚氨基酸如蚕丝、蜘蛛丝都具有很高的强度，作为缝线等具有良好的性能，但是因为其刚度、硬度以及耐热性能差等因素，无法加工成该类组织固定材料；合成聚氨基酸的种类较多，能够控制其降解速度和强度，考虑到降解性能的要求，α
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氨基酸是必不可少的组分，而且其含量会超过20％以上，这样其刚度和硬度就会收到限制。如果其含量过低，其降解性能就会降低、难以满足临床要求。另一方面，γ
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氨基丁酸是中枢神经系统中很重要的抑制性神经递质，它是一种天然存在的非蛋白组成氨基酸，具有极其重要的生理功能，它能促进脑的活化性，健脑益智，抗癫痫，促进睡眠，美容润肤，延缓脑衰老机能，能补充人体抑制性神经递质，具有良好的降血压功效。促进肾机能改善和保护作用。抑制脂肪肝及肥胖症，活化肝功能。每日补充微量的伽玛氨基丁酸有利于心脑血压的缓解，又能促进人体内氨基酸代谢的平衡，调节免疫功能。含有γ
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氨基丁酸的聚合物具有良好的生物安全性、相容性和治疗效果。但是，降解聚酰胺的研究已持续多年，主要以研究共聚酰胺为主，能够达到高强度、全降解、可应用的聚酰胺尚未有所突破。目前研究最多的可降解聚酰胺是PA4，即聚酰胺
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4，以γ
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丁内酰胺为单体进行开环聚合，目前作为香肠包装材料进行研究，作为生物医用如三类医疗器械使用尚未达到要求。
[0006]因此考虑到降解、生物相容性、生物安全性，以及较高的刚度、强度和韧性等力学
性能，本专利技术设计一类碱式硫酸镁晶须聚氨基酸硫酸钙晶须共聚体组织固定材料，其具有刚度高、强度高、韧性好，可完全降解、生物安全性高等特点，能满足临床手术中组织的短期固定和阻隔。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的第一个技术问题是提供一种碱式硫酸镁晶须聚氨基酸硫酸钙晶须共聚体组织固定材料。
[0008]共聚体材料，其由碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须复合而成；其中，所述碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须的重量比为0.03～0.2:0.95～0.70:0.02～0.15。
[0009]在一种实施方式中，所述聚氨基酸由刚性直链氨基酸与具有活性侧基的α
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氨基酸按摩尔比为0.2
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0.8:0.8～0.2聚合而成；其中，所述活性侧基指羧基、羟基或者氨基；所述刚性直链氨基酸的结构式为其中，m为整数，为1
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12；
[0010]优选的，所述刚性直链氨基酸为6
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氨基己酸、γ
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氨基丁酸、12
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氨基月桂酸和7
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氨基庚酸中的至少一种；所述具有活性侧基的α
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氨基酸为脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和羟脯胺酸中的至少一种；
[0011]更优选的，所述刚性直链氨基酸含有6
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氨基己酸、12
‑
氨基月桂酸和7
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氨基庚酸中的至少一种，以及γ
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氨基丁酸。
[0012]在一种实施方式中，聚氨基酸的聚合方法为：在惰性气体或氮气的保护下，将刚性直链氨基酸、具有活性侧基的α
‑
氨基酸、五氧化二磷和有机酸钙，在180～220℃反应2～6小时，然后升温至220～280℃反应1～3小时，得到聚氨基酸材料；
[0013]优选的，五氧化二磷和有机酸钙的质量比为1～5:2～10；五氧化二磷的用量为刚性直链氨基酸和具有活性侧基的α
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氨基酸的总重量的0.05～0.5％；
[0014]更优选，五氧化二磷和有机酸钙的质量比为1:2～5；
[0015]优选的，有机酸钙为碱性；更优选的，有机酸钙为苹果酸钙或柠檬酸钙；
[0016]优选的，聚氨基酸聚合方法中，先在185℃反应3h，再置于230℃反应2h。
[0017]在一种实施方式中，所述共聚体材料的制备方法为：在惰性气氛或氮气气氛中，将聚氨基酸与硫酸钙晶须在220～280℃下反应0.5～2h，再加入碱式硫酸镁晶须在220～280℃下反应0.5～2h，反应完成后，冷却，即得共聚体材料；优选的，碱式硫酸镁晶须和硫酸钙晶须的重量比为1:1～2。
[0018]在一种实施方式中，所述碱式硫酸镁晶须的晶须直径为0.5～10μm，长径比为30～50。
[0019]在一种实施方式中，所述硫酸钙晶须的直径为0.15～0.25μm，长径比为80～120。
[0020]在一种实施方式中，所述硫酸钙晶须的制备方法为：将CaSO4粉碎，再与水混匀得到混合液，使用有机碱调节混合液的pH为9.5～10.5，然后进行水热反应，反应温度为120～190℃、反应压力为0.1～0.8MPa，反应时间为3～8小时，反应结束后，经过滤、洗涤、干燥后即得；
[0021]优选的，CaSO4粉碎到直径为15～20μm；
[0022]优选的，所述有机碱为三乙胺和吡啶中的至少一种；
[0023]优选的，水热反应温度为150～190℃，反应时间为5～6小时；
[0024]优选的，CaSO4与水的重量比为5～20:100。
[0025]在一种实施方式中，所述碱式硫酸镁晶须的制备方法为：将纳米氧化镁、硫酸镁和水混匀，其中，纳米氧化镁与硫酸镁的摩尔比为1～2:1；再加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.共聚体材料，其特征在于，其由碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须复合而成；其中，所述碱式硫酸镁晶须、聚氨基酸和硫酸钙晶须的重量比为0.03～0.2:0.95～0.70:0.02～0.15。2.根据权利要求1所述的共聚体材料，其特征在于：聚氨基酸由刚性直链氨基酸与具有活性侧基的α
‑
氨基酸按摩尔比为0.2
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0.8:0.8～0.2聚合而成；其中，所述活性侧基指羧基、羟基或者氨基；所述刚性直链氨基酸的结构式为其中，m为整数，为1～12；优选的，所述刚性直链氨基酸为6
‑
氨基己酸、γ
‑
氨基丁酸、12
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氨基月桂酸和7
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氨基庚酸中的至少一种；所述具有活性侧基的α
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氨基酸为脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和羟脯胺酸中的至少一种；更优选的，所述刚性直链氨基酸含有6
‑
氨基己酸、12
‑
氨基月桂酸和7
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氨基庚酸中的至少一种，以及γ
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氨基丁酸。3.根据权利要求2所述的共聚体材料，其特征在于：聚氨基酸的聚合方法为：在惰性气体或氮气的保护下，将刚性直链氨基酸、具有活性侧基的α
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氨基酸、五氧化二磷和有机酸钙，在180～220℃反应2～6小时，然后升温至220～280℃反应1～3小时，得到聚氨基酸材料；优选的，五氧化二磷和有机酸钙的质量比为1～5:2～10；五氧化二磷的用量为刚性直链氨基酸和具有活性侧基的α
‑
氨基酸的总重量的0.05～0.5％；更优选，五氧化二磷和有机酸钙的质量比为1:2～5；优选的，有机酸钙为碱性；更优选的，有机酸钙为苹果酸钙或柠檬酸钙；优选的，聚氨基酸聚合方法中，先在185℃反应3h，再置于230℃反应2h...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦雪菲，邓光进，任浩浩，严大卫，陈晓璐，
申请(专利权)人：中鼎凯瑞科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：