[发明专利]原位成纤增强可降解医用弹性复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子生物医用材料领域。具体地说，本发明涉及一种由 聚乙醇酸[poly(glycolic acid)，PGA]或聚(L-乳酸)[poly(L-lactic acid)， PLLA]增强聚(L-丙交酯-ε-己内酯)[poly(L-lactide-co-ε-caprolactone)， PLLCA]原位成纤可降解医用弹性体复合材料的制备方法。

背景技术

随着临床医学的不断发展，生物医用弹性体材料得到了越来越广泛的 应用。目前，已报道的医用弹性体主要分为可降解医用弹性体及不可降解 弹性体两大类。其中，不可降解弹性体主要有硅橡胶医用弹性体、聚氨酯 医用弹性体等，不可降解医用弹性体在临床应用中存在诸多不足，如弹性 体需二次手术取出，给病人带来极大痛苦的同时增加了手术风险，另外由 于大部分不可降解材料的生物相容性较差，在植入体内后常常出现异物反 应，从而引起一系列的并发症。可降解弹性体主要分为聚醚酯生物弹性体、 聚肽生物弹性体、水凝胶及聚酯类生物弹性体等，目前可降解医用弹性体 虽然具有较好的生物相容性，但生产成本高，加工条件复杂，机械性能差， 从而限制了在临床上的应用。

鉴于现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种生产成本低，操作简 便，生物相容性好的可降解医用弹性复合材料。

发明内容

本发明提供了由聚乙醇酸或聚(L-乳酸)原位成纤增强聚(L-丙交酯 -ε-己内酯)可降解医用弹性复合材料及其制备方法。

一种原位成纤增强可降解医用弹性复合材料，采用聚乙醇酸或聚(L- 乳酸)作为填料，聚(L-丙交酯-ε-己内酯)作为基体，通过以下方法制备：

将聚乙醇酸或聚(L-乳酸)与聚(L-丙交酯-ε-己内酯)按质量比为 20/80～5/95预混，在惰性气体氛围内，利用挤塑机挤出，挤塑机的螺杆 转速为10～80r/min；挤出后用牵引机以1～30m/min的牵引速度牵引， 控制口模直径/样条直径(拉伸比)的值为1～6，牵引过程中用水淬冷。

其中，聚(L-丙交酯-ε-己内酯)的重均分子量(M_w)为10-60万，聚 (L-丙交酯-ε-己内酯)中ε-己内酯单元摩尔百分比为15％～30％。聚乙醇 酸的特性粘数[η]为1～5g/dl；聚(L-乳酸)的重均分子量(M_w)为10～ 100万。

满足上述分子量或粘度条件的聚乙醇酸或聚(L-乳酸)和聚(L-丙交 酯-ε-己内酯)配合时，聚乙醇酸或聚(L-乳酸)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯) 的熔体粘度比值范围有利于更好的成纤。若该比值过小，则成不了纤维； 该比值过大，则纤维的长径比会很小。因此，通过对聚(L-丙交酯-ε-己内 酯)的分子量控制和对聚乙醇酸或聚(L-乳酸)进行粘度或分子量控制， 来控制二者熔体的粘度比，从而控制成纤条件。

本发明中通过调节聚乙醇酸或聚(L-乳酸)和聚(L-丙交酯-ε-己内酯) 的用量比例来控制复合材料的强度。复合材料内纤维含量的增加，材料的 拉伸强度呈现先增大后减小的趋势，适量的填充纤维可以对材料起到增强 作用；但如果纤维含量过大，会使纤维间形成团聚，在材料内形成缺陷， 造成材料机械性能下降。本发明中聚乙醇酸或聚(L-乳酸)与聚(L-丙交 酯-ε-己内酯)的质量比控制为20/80～5/95，与单一聚(L-丙交酯-ε-己内 酯)相比较，复合弹性体的强度有了明显增强。

本发明中通过控制口模直径/样条直径(拉伸比)在1～6来控制制得 的复合弹性体的性能。具体来说，可通过调节挤塑机的螺杆转速和牵引机 的牵引速度来调节口模直径/样条直径(拉伸比)。挤塑机的螺杆转速对复 合材料内纤维直径大小有直接的影响。随着螺杆转速增大，分散相液滴相 互碰撞的机率减小，这样分散相液滴被拉伸后形成的纤维直径会很小；但 另一方面，过大的转速会给聚合物熔体更大的剪切力，易引起聚合物降解。 本发明中挤塑机的螺杆转速为10～80r/min。牵引机的牵引速度对复合材 料内纤维直径大小也有影响。牵引速度越大，则挤出的棒材直径越小，复 合材料内纤维被拉伸越明显。但另一方面，如果复合材料内纤维长径比过 大，在二次加工或材料使用过程中，纤维容易发生断裂，在材料内部产生 缺陷。本发明中牵引机的牵引速度为1～30m/min。制得的复合材料的直径 为100nm～500nm，纤维相与基体间有部分融合，相界面作用更强。