一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法技术

本发明专利技术公开了生物基医用聚合物材料领域内的一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，采用L

【技术实现步骤摘要】
一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种生物基医用聚合物材料的制备方法，尤其涉及一种降解可控医用聚合物材料的制备方法，特别涉及一种体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法。

技术介绍

[0002]聚乳酸及其共聚物是一类前聚广阔的生物可降解新材料。目前主要有本体聚合和溶液聚合两种合成方法。前者是工业聚合的常用技术，但所得聚合产物分子量不高且残留单体浓度偏高，性能很难满足体内医用聚合物的使用需求；传统体内医用聚合物材料几乎都采用溶液聚合法，该法可以得到性能优异的聚合物材料，但在工艺过程中使用有机溶剂属于化学性危险和有害因素，不利于环保；生产完成后产生的分离液成为废液，必须进行无害化处理。为此，寻找一种新的合成方法非常必要。超临界C02(Sc
‑
CO2)以其无毒、不燃、低廉易得和适中的临界条件等诸多优点而广泛用于聚合物的合成。Sc
ꢀ‑
CO2具有较好的溶解性能，单体丙交酯和催化剂均能在其中溶解，但高分子聚合物基本不溶。Sc
ꢀ‑
CO2流体中L
‑
丙交酯的开环聚合是典型的沉淀聚合，聚合后采用超临界萃取可得到较纯的聚乳酸及其共聚物产品。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，所得聚乳酸及其共聚物具有分子量分布窄，残留单体含量低，降解速率可控、降解产物无毒、生物相容性好。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，包括如下步骤：（1）大分子引发剂的制备：以有机锡化合物为在催化剂，小分子脂肪族二元醇为引发剂，引发内酯单体开环聚合制得具有一定分子量端羟基的聚内酯预聚物作为大分子引发剂；（2）L
‑
丙交酯混合物的制备：将端羟基的聚内酯预聚物大分子引发剂导入已熔融的L
‑
丙交酯并混合均匀得到L
‑
丙交酯的混合物；（3）聚乳酸或聚乳酸基聚合物的制备：在L
‑
丙交酯的混合物中加入催化剂，在超临界二氧化碳溶剂中进行反应，通过调控引发剂与L
‑
丙交酯的比例，得到用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物。
[0005]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（1）中内酯单体为乙交酯和ε
‑
己内酯中的一种或混合。
[0006]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（1）中小分子脂肪族二元醇为1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇和1,6
‑
己二醇中的一种，加入量为内酯单体总重量的0.5~5%。
[0007]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（2）中的端羟基的聚内酯预聚物大分子引发剂的平均相对分子量为1000~30000。
[0008]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（3）中催化剂为辛酸亚锡、乳酸亚锡、氧化亚锡中的一种，加入量为L
‑
丙交酯总重量的0.005~0.5%。
[0009]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（3）中超临界二氧化碳中L
‑
丙交酯开环聚合的温度为80~120℃。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（3）中反应压力为10~30MPa。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（3）中L
‑
丙交酯混合物中端羟基的聚内酯预聚物引发剂的质量浓度为0.1~50%。
[0012]本专利技术的进一步改进在于，所述步骤（3）中L
‑
丙交酯混合物在超临界二氧化碳中的浓度为0.1~1mol/L。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：使用超临界二氧化碳工艺。利用超临界二氧化碳的高扩散性、低粘度及良好的溶解特性制备超高分子量（分子量大于20
×
104）的聚乳酸及其共聚物，利用高分子量聚乳酸及其共聚物（PLGA及PLA/PCL嵌段共聚物）与人体良好的相容性作为体内降解可控的生物基聚合物材料。利用超临界二氧化碳对单体和催化剂良好的溶解性，在聚合结束后，残留单体及催化剂被二氧化碳带走，通过对二氧化碳的纯化即可回收单体及催化剂，更重要的是，最终聚合物材料中几乎无残留催化剂，单体含量也可以低至500ppm以下，聚合物的性能得到很大的提高。
具体实施方式
[0014]下面通过具体实施例，对本专利技术作进一步的描述。
[0015]本专利技术在超临界合成设备上按以下工艺步骤进行，并实现稳定生产。
[0016]在实施例和比较例中的主要指标测试方法如下：聚乳酸及其共聚物的降解周期：加工成一定形状进行兔背部肌肉植入在不同时间点取出植入材料，观察其降解情况。
[0017]聚乳酸及其共聚物的分子量及分子量分布：将样品按2~3mg/mL的浓度溶解在四氢呋喃溶剂中，在50℃条件下充分溶解，经过滤膜过滤得到澄清溶液，进行GPC测试，以四氢呋喃为淋洗液，流速1mL/min,测试温度为40℃，以聚苯乙烯为标样计算共聚物的相对分子质量。
[0018]聚乳酸及其共聚物的单体含量测量: 将样品按3~5mg/mL的浓度溶解在三氯甲烷溶剂中，精确量取1μL进到GC中，毛细管色谱柱：30m
×
0.32mm,柱温为150℃，进样口温度为280℃，检测器温度为150℃。按外标法计算峰面积，通过峰面积计算残留单体的浓度。
实施例1
[0019]在0.01wt.%氧化亚锡和0.5wt.% 1,3
‑
丙二醇存在的条件下，引发纯度为99.5%的乙交酯单体在180℃下开环聚合制得分子量为2.935
×
104的端羟基的聚乙交酯预聚物；原料罐恒温100℃,将引发剂与L
‑
丙交酯按1:100的比例加入原料罐中，同时加入氧化亚锡进行初步混合，氧化亚锡加入量为L
‑
丙交酯总重量的0.005%；辅泵将L
‑
丙交酯混合物转移到混合罐中进一步混合，混合器恒温80℃，再通过主泵将超临界二氧化碳泵入混合器，压力增加到10MPa，控制L
‑
丙交酯混合物的浓度为0.1 mol/L，打开反应器的进料阀门，将物料转移到反应器中，于120℃下引发L
‑
丙交酯开环聚合得到分子量为23.5
×
104的PLGA，聚合结束
后将物料转移到分离器中，分离器的压力降至常压，排出白色的聚合物粉末，通过过滤器将L
‑
丙交酯单体和催化剂和二氧化碳气体进行分离后，二氧化碳可以循环使用，单体和催化剂经再次纯化后依然可以再利用。分子量分布为1.35，残留单体含量为480ppm，得到的聚合物的体内降解周期为22个月。
[0020]表1，实施例1 中各原料的用量试验数据表
引发剂分子量/
×
104引发剂质量浓度/%降解周期/月残留单体/ppm分子量/
×
104分子量分布2.93本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，包括如下步骤：（1）大分子引发剂的制备：以有机锡化合物为在催化剂，小分子脂肪族二元醇为引发剂，引发内酯单体开环聚合制得具有一定分子量端羟基的聚内酯预聚物作为大分子引发剂；（2）L
‑
丙交酯混合物的制备：将端羟基的聚内酯预聚物大分子引发剂导入已熔融的L
‑
丙交酯并混合均匀得到L
‑
丙交酯的混合物；（3）聚乳酸或聚乳酸基聚合物的制备：在L
‑
丙交酯的混合物中加入催化剂，在超临界二氧化碳溶剂中进行反应，通过调控引发剂与L
‑
丙交酯的比例，得到用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物。2.根据权利要求1所述的一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述内酯单体为乙交酯和ε
‑
己内酯中的一种或混合。3.根据权利要求1所述的一种用于体内降解可控的聚乳酸及其共聚物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述小分子脂肪族二元醇为1,3
‑
丙二醇、1,4
‑
丁二醇和1,6
‑
己二醇中的一种，加入量为内酯单体总重量的0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雄，张建纲，曹文，张跃胜，
申请(专利权)人：扬州惠通生物新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：