[发明专利]用于组织修复的功能性聚氨酯可降解修复材料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201210560386.2 申请日: 2012-12-20
公开(公告)号: CN103059262A 公开(公告)日: 2013-04-24
发明(设计)人: 吴刚;陈龙;王迎军;邓春林;杜昶 申请(专利权)人: 华南理工大学
主分类号: C08G18/83 分类号: C08G18/83;C08G18/66;C08G18/42;C08G63/08;A61L27/18
代理公司: 广州市华学知识产权代理有限公司 44245 代理人: 蔡茂略
地址: 510641 广*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 用于 组织 修复 功能 聚氨酯 降解 材料 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及组织修复体制备技术领域,特别涉及用于组织修复的功能性聚氨酯可降解修复材料的制备方法。

背景技术

20世纪90年代,美国学者Vacant和Langer提出组织工程的再生医学概念,现在逐渐形成了组织工程学这门新学科。组织工程学是利用生命科学与工程学的原理和方法,研究和开发具有修复或改善人体组织或器官功能的新一代临床应用替代物,用于替代组织或器官的部分或全部功能。组织工程的发展也为组织修复提供了另外一条途径,尤其在解决移植组织来源的问题上,结合细胞因子与组织工程支架,能够减少对移植组织、细胞的过多依赖,简化手术操作技术,改善修复效果。

软骨组织工程支架材料需要为构建软骨细胞提供三维空间结构,有利于细胞的粘附增殖,为细胞的生长提供良好的生长环境。一般要求具有以下特点:①有良好的组织兼容性,无毒。②有三维立体结构:材料必须要求有高度的多孔性,一般要求孔隙率达90%以上。③材料具有生物可降解行,同时降解性能与组织的生长过程相匹配。④良好的细胞界面,材料表面应该具有良好的表面活性,有利于细胞的粘附,为细胞在其表面生长提供良好的环境。⑤软骨组织工程支架材料应该具有一定的力学强度与可塑性。支架材料根据来源来分,有天然生物材料和人工合成高分子材料。以天然生物材料制备组织工程支架的主要有胶原、纤维蛋白、壳聚糖、透明质酸、藻酸盐、蚕丝蛋白等。天然生物软骨支架材料生物兼容性好,毒性小有人工合成材料难以匹敌的性能。而人工合成高分子材料作为软骨组织工程支架材料的主要有聚乳酸、羟基乙酸、聚乳酸和羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烯等。人工合成高分子材料具有原料广泛、降解性能以及力学能具有调控性、加工成型简单等优点。

生物可降解聚氨酯以其力学性能以及降解性能等调节广,同时生物相容性良好等优点受到人们的广泛关注,目前然难以有一种材料其综合性能与聚氨酯相匹敌。生物可降解聚氨酯材料作为医用材料的时间很早并且已经在人造血管、人造心脏起搏器绝缘线、以及各种导管中得到广泛的应用。但是第一次尝试将生物可降解聚氨酯材料作为组织修复材料是在1999年,随之以后以聚氨酯作为主体的组织修复材料层出不穷。

生物可降解聚氨酯作为组织修复材料以其各方面性能的可调节性,能够达到组织修复精确仿生的要求,但是生物可降解聚氨酯材料作为组织修复材料还存在很多的不足,首先就是其生物相容性差,细胞很难在材料表面生长与粘附。这样就需要对材料进行功能化,为细胞的生长提供一种类似细胞外基质的生存环境。对材料的功能化的方法有很多,主要包括化学修饰、引入生物活性RGD多肽片段、聚合物-多肽支架材料、ECM基功能化。

基于上述原理,将生物活性分子引入生物可降解聚氨酯材料的主链中,为细胞提供一种类似细胞外基质的生存环境,同时一些特定的生物活性分子能够实现某些特定的功能,从而更好的实现组织的修复。

发明内容

本发明的目的在于克服现有聚氨酯组织修复材料组织相容性差,无法实现特定功能的缺点,提供一种用于组织修复的功能性聚氨酯可降解修复材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现:

用于组织修复的功能性聚氨酯可降解修复材料的制备方法,包括以下步骤:

(1)线型可降解羟端基聚酯低聚物的合成:将炔基内酯与内酯混合,加入小分子二元醇或二胺作为引发剂,加入二价锡催化剂或稀土催化剂,进行开环共聚合反应,形成功能聚酯软段;所述小分子二元醇为包括2~10个碳原子的二元醇;所述炔基内酯与内酯的摩尔比为1:(0.5~30);

(2)聚氨酯的合成:在步骤(1)得到的功能聚酯软段中加入二异氰酸酯、扩链剂,并加入二价锡催化剂或稀土催化剂,反应合成聚氨酯;

(3)聚氨酯的功能化:将步骤(2)得到的聚氨酯与叠氮修饰的生物活性分子在一价铜催化剂的作用下反应,得到功能性聚氨酯可降解修复材料。

步骤(2)所述在步骤(1)得到的功能聚酯软段中加入二异氰酸酯、扩链剂,并加入二价锡催化剂或稀土催化剂,反应合成聚氨酯,具体为:

在步骤(1)得到的功能聚酯软段中加入二异氰酸酯、扩链剂,并加入二价锡催化剂或稀土催化剂,通过一步法反应合成聚氨酯,其中功能聚酯软段、二异氰酸酯、扩链剂的摩尔比为1:(1.2~2.1):(1~2);反应时间为1~12h,反应温度为70~140℃。

步骤(2)所述在步骤(1)得到的功能聚酯软段中加入二异氰酸酯、扩链剂,并加入二价锡催化剂或稀土催化剂,反应合成聚氨酯,具体为:

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