[发明专利]生物医用可降解脂肪族聚酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医用高分子材料制备的技术领域，涉及生物医用可降解脂肪族聚酯的制备方法。

背景技术

生物可降解脂肪族聚酯在生理环境下自行降解、崩解或代谢，进而被生物吸收或排出体外，避免了二次手术取出的问题。另外，脂肪族聚酯还具有良好的生物相容性，与或的生物机体没有明显的毒性和排异反应，可替代现有的金属、陶瓷和天然高分子等医用材料，在生物医用领域得到了广泛的应用，如手术缝合线、药物缓释载体、组织工程支架、外科植入材料等等。

脂肪族聚酯通常由相应的内酯、交酯等环酯单体通过开环聚合的方法制得。辛酸亚锡是应用最为广泛的催化剂或引发剂，活性高，用量少，其本身已被美国FDA批准作为食品添加剂。但毒性较大的重金属锡不可避免的会残存于所合成的聚合物中，而用作医用材料其安全性是存在风险的。研究表明其或多或少存在细胞毒性，而且锡对幼儿的健康有极为不良的影响。因此，开发完全无毒的内酯开环聚合的催化剂，对提高生物可降解高分子材料的品质和使用安全性具有非常重要的意义。镁是人体必需的营养元素，对人体来说是完全无毒或者说毒性相当小，因此，镁化合物用作内酯开环聚合制备医用材料具有潜力的催化剂或引发剂。

发明内容

本发明的目的足提供一生物医用可降解脂肪族聚酯的制备方法，该方法采用羧酸镁化合物催化交酯和内酯开环均聚合或共聚合，除了制备脂肪族均聚酯外，还可制得无规共聚酯和嵌段酯-醚共聚物。

本发明的技术方案是：采用金属镁化合物为催化剂引发多种环酯聚合，在无氧无水和惰性气体的保护下用本体聚合或溶液聚合的方法引发乙交酯、丙交酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、δ-戊内酯、1，4-二氧己烷-2-酮、1，5-二氧庚烷-2-酮等环酯单体开环聚合反应，其中单体与镁催化剂的比摩尔比为10-10000，优选100-1000，聚合温度在50℃-200℃，优选100-150℃，聚合时间1小时-72小时，优选24-48小时。所得各单体的分子量在1000-100000均聚物及其共聚物，构成共聚物的单体之间的比例可以任意选择。所述的羧酸镁化合物是选自乙酸镁、乳酸镁、己酸镁、辛酸镁、癸酸镁、草酸镁、琥珀酸镁、苹果酸镁、酒石酸镁、柠檬酸镁。所述的环酯化合物是乙交酯、丙交酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、δ-戊内酯、1，4-二氧己烷-2-酮、1，5-二氧庚烷-2-酮。

对于本发明方法使用的聚合溶剂优选为芳烃类溶剂，例如苯、甲苯、二甲苯、乙苯中的一种或几种的混合物。优选甲苯或二甲苯。所述溶剂的用量应使反应体系中单体总浓度为2～20重量％。

本发明的有益效果是，由于采用金属镁羧酸盐作催化剂，所得聚合产物不含对人体有害成分，用作体内医用可降解材料是安全无毒的，可广泛用作生物医用材料，特别是药物缓释载体。

具体实施方式

本发明提供一些具体实施实例，借以进一步说明其特点，但不受此限制。

实施例1ε-己内酯均聚合

所有操作均在无水无氧和高纯氮气保护下进行的。在预先烘烤抽空氮气置换处理的聚合瓶中，顺序加入4.71克ε-己内酯和0.16克辛酸镁甲苯溶液(质量浓度5％)，置于130℃的油浴中反应48小时，产物用氯仿溶解后在酸化乙醇中沉淀、洗涤数次，真空干燥。得到聚己内酯产物4.53克，产率96％，分子量为2.5万。

实施例2ε-己内酯均聚合

按照实施例1所述程序进行，其不同之处在于加入聚合体系中的单体为4.56克ε-己内酯和催化剂为0.08克乳酸镁，且不加溶剂进行本体聚合。得到聚己内酯产物4.43克，产率97％，分子量为2.1万。

实施例3ε-己内酯均聚合

按照实施例1所述程序进行，其不同之处在于加入聚合体系中的催化剂为0.16克柠檬酸镁。得到聚己内酯产物4.05克，产率86％，分子量为1.9万。

实施例4ε-己内酯均聚合

按照实施例1所述程序进行，其不同之处在于加入聚合体系中的催化剂为0.16克乙酸镁。得到聚己内酯产物4.10克，产率87％，分子量为1.6万。

实施例5ε-己内酯均聚合

按照实施例1所述程序进行，其不同之处在于加入聚合体系中的催化剂为0.16克丁二酸镁。得到聚己内酯产物4.25克，产率90％，分子量为2.3万。

实施例6ε-己内酯均聚合

按照实施例1所述程序进行，其不同之处在于加入聚合体系中的催化剂为0.16克2-羟基丁二酸镁。得到聚己内酯产物4.52克，产率96％，分子量为2.4万。